成形性能是指薄板對(duì)各種沖壓成形的適應(yīng)能力，即薄板在指定加工過(guò)程中產(chǎn)生塑性變形而不失效的能力。成形性能研究的重點(diǎn)是成形極限的大小，也就是薄板發(fā)生破裂前能夠獲得的最大變形程度。作為衡量金屬板材在沖壓成形過(guò)程中對(duì)成形工藝適應(yīng)能力的重要指標(biāo)，被廣泛應(yīng)用于沖壓、汽車(chē)、輕工甚至航空航天工業(yè)等領(lǐng)域。

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金屬薄板的成形性能是一種與材料變量、加工過(guò)程變量和產(chǎn)品設(shè)計(jì)變量相關(guān)的狀態(tài)，反映了制件成形的難度。根據(jù)基本沖壓成形的方式分為脹形性能、拉深性能、擴(kuò)孔性能、復(fù)合成形性能和彎曲性能等，本文依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 15825.4-2008《金屬薄板成形性能與試驗(yàn)方法 第4部分：擴(kuò)孔試驗(yàn)》和GB/T 15825.5-2008《金屬薄板成形性能與試驗(yàn)方法 第5部分：彎曲試驗(yàn)》簡(jiǎn)單的介紹擴(kuò)孔性能和彎曲性能的試驗(yàn)程序。

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擴(kuò)孔性能試驗(yàn)

1、試驗(yàn)范圍

適用于厚度1.2mm~6.0mm的金屬板、卷料，所用試樣寬度一般不應(yīng)小于90mm。

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2、試樣原理

擴(kuò)孔試驗(yàn)包括沖制試樣圓孔和利用錐頭凸模壓入沖制圓孔兩個(gè)步驟，即沖孔完畢后，錐頭凸模壓入沖制圓孔并由試驗(yàn)機(jī)對(duì)其加工，直至圓孔在凸模作用下孔緣發(fā)生開(kāi)裂停止試驗(yàn)。

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3、試樣制備

試樣應(yīng)平直無(wú)翹曲，試樣上的沖制圓孔直徑為10mm，應(yīng)把此圓孔沖制在試樣的中心部位。沖制試樣上的圓孔時(shí)，沖孔凸、凹模之間的相對(duì)單位間隙按照公式計(jì)算。試樣準(zhǔn)備的其他要求按GB/T 15825.2-2008中的規(guī)定進(jìn)行，并記錄試樣的實(shí)測(cè)厚度。

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4、試驗(yàn)步驟

將沖制圓孔的毛刺邊緣向凹模孔安裝好試樣，并保證圓孔中心與錐頭凸模軸線對(duì)中且要求試樣的板面與錐頭凸模運(yùn)動(dòng)方向垂直。用壓邊圈把試樣壓牢，以防止擴(kuò)孔試驗(yàn)過(guò)程中壓邊圈下方的材料發(fā)生變形流動(dòng)。啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)把錐頭凸模壓入試樣上的圓孔，錐頭凸模運(yùn)動(dòng)速度不應(yīng)大于1mm/s。觀察到試樣孔緣即將發(fā)生開(kāi)裂的征兆，發(fā)生試樣孔緣發(fā)生開(kāi)裂，立即停機(jī)，打開(kāi)模具取出試樣，使用合適的量具且避開(kāi)裂紋從兩個(gè)相互垂直的方向測(cè)量已經(jīng)開(kāi)裂的試樣孔徑。

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彎曲性能試驗(yàn)

1、試驗(yàn)范圍

適用于厚度0.30mm~4.00mm的金屬薄板。

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2、試驗(yàn)原理

采用一系列具有不同底部弧面半徑的凸模，將試樣按照規(guī)定的彎曲角成形后，檢查其變形區(qū)外側(cè)表面，將該表面不產(chǎn)生裂紋或顯著凹陷時(shí)的最小相對(duì)彎曲半徑作為金屬薄板的彎曲成形性能指標(biāo)。

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3、試樣制備

試驗(yàn)采用條形試樣，其寬度應(yīng)大于10倍板料基本厚度，但不應(yīng)小于20mm，且長(zhǎng)度應(yīng)保證試樣可彎成“V”形或“U”形。試樣長(zhǎng)度方向垂直于軋制方向。

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4、試驗(yàn)步驟

試驗(yàn)前對(duì)模具、試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行清洗、檢查和潤(rùn)滑。調(diào)整凹模開(kāi)度，調(diào)整后鎖緊。按照規(guī)定的彎曲角，由大到小選擇凸模或墊模規(guī)格，逐次對(duì)試樣進(jìn)行彎曲試驗(yàn)，直到試樣變形區(qū)外側(cè)表面在5倍放大鏡下出現(xiàn)裂紋或顯著凹陷時(shí)為止。變形區(qū)外側(cè)表面無(wú)裂紋、但縱向側(cè)邊出現(xiàn)裂紋時(shí)，試驗(yàn)無(wú)效。為避免這種現(xiàn)象，必要時(shí)打磨毛刺。

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結(jié)尾

金屬板材成形是把平板金屬變形所需形狀的零件而無(wú)斷裂或過(guò)分局部變形的過(guò)程。板材成形性試驗(yàn)在確定優(yōu)質(zhì)零件生產(chǎn)的可能性和研究沖壓成形技術(shù)方面是必不可少的，除了文中簡(jiǎn)述的兩種試驗(yàn)方法外，金屬薄板成形性能的試驗(yàn)方法還包括其他，注意不要忽視呦！