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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、輕工甚至航空航天工業(yè)等領(lǐng)域。
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。
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。
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)生開裂停止試驗(yàn)。
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。
4、試驗(yàn)步驟
將沖制圓孔的毛刺邊緣向凹??装惭b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(cè)量已經(jīng)開裂的試樣孔徑。
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。
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)。
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。
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)整凹模開度,調(diào)整后鎖緊。按照規(guī)定的彎曲角,由大到小選擇凸?;驂|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。
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!
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