金屬薄板彎曲成形性能試驗(yàn)方法

時(shí)間：2020-11-26作者：深圳萬測試驗(yàn)設(shè)備有限公司瀏覽：77

      金屬板材作為板材材料的一種，其應(yīng)用范圍和領(lǐng)域十分廣泛。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)，金屬板材的成型性能測試廣泛應(yīng)用于沖壓、汽車、輕工甚至航空航天工業(yè)等領(lǐng)域，掌握該測試并結(jié)合常規(guī)的金屬材料性能參數(shù)可以準(zhǔn)確地為仿真模擬、成型加工過程等提供詳細(xì)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。

       金屬薄板的成形性能不是金屬薄板的固有物性，而是一種與材料變量、加工過程變量和產(chǎn)品設(shè)計(jì)變量相關(guān)的狀態(tài)，這種狀態(tài)反映了制件的成形難度，它取決于金屬薄板的靜態(tài)品質(zhì)、薄板在動態(tài)沖壓過程中承受的應(yīng)力應(yīng)變條件和薄板制件的幾何特征，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，其中彎曲性能指彎曲成形時(shí)金屬薄板抵抗變形區(qū)外層拉應(yīng)力引起破裂的能力。作為商用金屬板材供貨驗(yàn)收依據(jù)之一和金屬板料折彎機(jī)工作精度常規(guī)檢測方法之一，了解金屬薄板彎曲成形性能試驗(yàn)方法是非常有必要的，下面就根據(jù)GB/T15825.5來具體介紹一下金屬薄板彎曲成形性能試驗(yàn)方法。

一、試驗(yàn)范圍

       本方法適用于測定厚度為0.30mm～4.00mm的以較小相對彎曲半徑為指標(biāo)的金屬薄板的彎曲成形性能。

二、試驗(yàn)原理

        本試驗(yàn)采用一系列具有不同底部弧面半徑的凸模（或不同厚度的墊模）， 將試樣按照規(guī)定的彎曲角成形后（如圖1）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)的較小相對彎曲半徑作為金屬薄板的彎曲成形性能指標(biāo)。



三、制樣和模具的選用

1、本試驗(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。

2、推薦使用寬度50mm±0.5mm，長度150mm±2.0mm的條形試樣。

3、試樣長度方向應(yīng)垂直于軋制方向（取樣角θ=90°），如有特殊要求，允許取樣角改用其他數(shù)值，但應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中注明。

4、按GB/T15825.2中的規(guī)定準(zhǔn)備試樣和模具，特別要求逐個(gè)測量試樣厚度，并按試樣正反兩面分組編號，同時(shí)記錄試樣實(shí)測厚度。

5、凸模、墊模和凹模的寬度均應(yīng)大于試樣寬度。

6、凹?？诓繄A角半徑rd（如圖１）取為10mm。（注：凹模口部亦可設(shè)計(jì)成半徑為rd的可轉(zhuǎn)動圓柱體。）

7、凸模底部弧面半徑Rp（如圖１），原則上以每間隔0.1mm為一級規(guī)格，制造公差范圍±0.01mm。為了減少試驗(yàn)工作量，推薦采用表２所列凸模規(guī)格。


8、180°彎曲所用墊模厚度（如圖3a），原則上以每間隔0.2mm為一級規(guī)格，制造公差范圍±0.01mm。為了減少試驗(yàn)工作量，推薦將表２所列數(shù)據(jù)增大一倍作為墊模厚度，即tp=２RP


四、試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)機(jī)

1、試驗(yàn)裝置

按GB/T15825.2準(zhǔn)備試驗(yàn)裝置，并要求滿足下述技術(shù)條件：

①　試驗(yàn)裝置需配備多種規(guī)格符合試驗(yàn)需求的模具并能方便、快速地更換凸模；

②　在工作行程內(nèi)，凸模與凹模對中，偏差不大于0.1mm;

③　試驗(yàn)裝置應(yīng)能對試樣準(zhǔn)確定位；

④　試驗(yàn)裝置應(yīng)能調(diào)整凹模開度Ｌ（如圖１），并在調(diào)整后能夠鎖緊，以保證Ｌ在試驗(yàn)過程中不發(fā)生變化；

⑤　試驗(yàn)裝置在工作時(shí)不應(yīng)發(fā)生傾斜、 偏移和振動。

2、萬測T彎試驗(yàn)機(jī)

      萬測T彎試驗(yàn)機(jī)是根據(jù)GB/T15825.5《金屬薄板成型性能試驗(yàn)方法 *5部分》標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，能夠完成薄板的彎曲、壓扁試驗(yàn)。其設(shè)有兩個(gè)工位，左邊為彎曲試驗(yàn)，右邊為壓扁試驗(yàn)。

     T彎試驗(yàn)機(jī)采用臥式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊，外形小巧；模具更換簡單，用戶可根據(jù)需求定制各種角度的模具；機(jī)器設(shè)置有安全防護(hù)罩，能夠有效保護(hù)操作人員的安全；配備高性能集成化靜音油源，采用壓差隨動技術(shù)，發(fā)熱量少，能耗低，設(shè)備采用觸摸屏控制，操作方便。


五、試驗(yàn)步驟

1、該試驗(yàn)通常在10℃~35℃的溫度環(huán)境下進(jìn)行，如有必要亦可把溫度環(huán)境設(shè)置為23℃±５℃。

2、試驗(yàn)前，按GB/T15825.2中的規(guī)定對模具、試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行清洗、檢查和潤滑。

3、每次試驗(yàn)前，可用全損耗系統(tǒng)用油對凹?？诓繄A角區(qū)域進(jìn)行適當(dāng)潤滑。

4、調(diào)整凹模開度，調(diào)整后鎖緊。調(diào)整凹模開度Ｌ時(shí)，按式（１）、 式（２）計(jì)算其數(shù)值，計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)：

5、按規(guī)定的彎曲角，用圖1、圖3、圖4或圖5所示方法，由大到小選擇凸?；驂|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。開始試驗(yàn)選用的凸?；驂|模規(guī)格可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定。

6、使用圖１壓彎試驗(yàn)方法時(shí)，如果較小規(guī)格的凸?；驂|模仍不能使試樣變形區(qū)外側(cè)表面產(chǎn)生裂紋或顯著凹陷，可改變試樣彎曲角度或?qū)υ嚇舆M(jìn)行圖3b所示180°折疊彎曲，但應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中說明。

7、如果凸模剛度允許，可使用圖１壓彎試驗(yàn)方法直接對試樣進(jìn)行180°彎曲，且凹模開度按式（２）確定。

8、不能用壓彎試驗(yàn)方法進(jìn)行180°彎曲時(shí)，應(yīng)先將試樣壓彎到一定角度，然后將其移至上、下兩塊壓板之間進(jìn)行180°彎曲（如圖3）。

9、對同種材料正、反兩面分別進(jìn)行３次以上有效重復(fù)試驗(yàn)。

10、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)需打磨毛刺。

六、較小彎曲半徑的確定和試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算

1、壓彎試驗(yàn)或180°有墊模彎曲試驗(yàn)時(shí)，按式（３）確定較小彎曲半徑Ｒmin。

（注：Rpf是試樣變形區(qū)外側(cè)表面出現(xiàn)裂紋或顯著凹陷時(shí)所用的凸模底部弧面半徑或所用墊模厚度的二分之一）

2、180°無墊模彎曲試驗(yàn)時(shí)，按下述原則確定較小彎曲半徑：

①　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)，較小彎曲半徑Ｒmin=0.1mm。

②　試樣變形區(qū)外側(cè)表面在５倍放大鏡下無裂紋或顯著凹陷時(shí)，較小彎曲半徑Ｒmin=0。

3、計(jì)算較小相對彎曲半徑Ｒmin/t，計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)。

4、計(jì)算平均較小相對彎`Ｒmin/t，計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)。


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