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的以最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)。
圖1 壓彎試驗(yàn)
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，特別要求逐個測量試樣厚度，并按試樣正反兩面分組編號，同時記錄試樣實(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�？诓恳嗫稍O(shè)計成半徑為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。
表2 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。
圖3 180°彎曲試驗(yàn)
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 第5部分》標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，能夠完成薄板的彎曲、壓扁試驗(yàn)。其設(shè)有兩個工位，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，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，按式（１）、 式（２）計算其數(shù)值，計算結(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。
圖4 “V”形塊彎曲
圖5 彎曲
6、使用圖１壓彎試驗(yàn)方法時，如果最小規(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，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)裂紋時試驗(yàn)無效。為避免這種現(xiàn)象，必要時需打磨毛刺。
六、最小彎曲半徑的確定和試驗(yàn)結(jié)果計算
1、壓彎試驗(yàn)或180°有墊模彎曲試驗(yàn)時，按式（３）確定最小彎曲半徑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，按下述原則確定最小彎曲半徑：
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，最小彎曲半徑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，最小彎曲半徑Ｒmin=0。
3、計算最小相對彎曲半徑Ｒmin/t，計算結(jié)果保留一位小數(shù)。
4、計算平均最小相對彎`Ｒmin/t，計算結(jié)果保留一位小數(shù)。