成形性能是指薄板對各種沖壓成形的適應(yīng)能力，即薄板在指定加工過程中產(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程中對成形工藝適應(yīng)能力的重要指標(biāo)，被廣泛應(yīng)用于沖壓、汽車、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)對其加工，直至圓孔在凸模作用下孔緣發(fā)生開裂停止試驗(yàn)。

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3、試樣制備

試樣應(yīng)平直無翹曲，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)生開裂的征兆，發(fā)生試樣孔緣發(fā)生開裂，立即停機(jī)，打開模具取出試樣，使用合適的量具且避開裂紋從兩個(gè)相互垂直的方向測量已經(jīng)開裂的試樣孔徑。

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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，且長度應(yīng)保證試樣可彎成“V”形或“U”形。試樣長度方向垂直于軋制方向。

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4、試驗(yàn)步驟

試驗(yàn)前對模具、試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行清洗、檢查和潤滑。調(diào)整凹模開度，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)表面無裂紋、但縱向側(cè)邊出現(xiàn)裂紋時(shí)，試驗(yàn)無效。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斷裂或過分局部變形的過程。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！