冲压工艺--板料的冲压成形性能与成形极限
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3~30
≤0.5P
屈服后~最大 力前（常用 5%~15%） 屈服后~最大 力前（常用
15%）
12.5 （20）
50 (80)
75 120
≤30
(12.5,20) 25
(50,80) 50
(60,120) 60
10~30
≤0.5P
≤0.8P
屈服后~最大 力前（常用 10%~20%）
屈服后~最大 力前（常用
板料r值的大小，反映了板平面方向与厚 度方向应变能力的差异。r=1时，为各向同 性；r≠1时，为各向异性。 r值与冲压成形 性能有密切的关系，尤其是与拉深成形性能 直接相关，r值大，拉深成形时有利于凸缘 的切向收缩变形和提高拉深件底部的承载能 力。图给出了拉深时的应力状态。
板平面中最主要的三个方向是与轧制方向呈0°、 45°和90°，相应地用r0°、r45°和r90°表示。 由于不同方向上测得的数值是变化的图，板料的塑性 应变比常用平均值表示：
拉伸试验 板厚0.25~2.5mm的薄板，拉力试样的形状、
尺寸，世界不同的国家标准也各不相同，其形状 一般有2种形式： 带肩定标距试样
在 DIN、JIS、ASTM以及GB标准中对抗拉试 验所使用的试样种类、尺寸等有着明确的规定。 世界各国拉伸试验标准主要技术要求见表。
P : 平行部的距离 L : 标距 W : 宽度 R : 肩部半径
试验在室温下（20±10°C）进行。试验之前，要精确测 量试样的厚度和宽度，并刻划标点和标距长度。用螺旋测微计 测量试样厚度时，当厚度≤0.5mm时，精确到0.005mm； 当厚度＞0.5mm时，精确到0.01mm。在标距长度的中部和 两端测量三点，取其最小值。
n值的测量计算
根据均匀塑性变形范围内真实应力——真实应变指数式的
拉伸试样几何尺寸
国内外常用拉伸试验标准的主要技术要求
GB
DIN
JIS
ASTM
ISO
试样原始宽度 W, mm
试样原始标距 L, mm
试样平行长度 P, mm
屈服前拉伸速 度，Mpa/s
屈服后拉伸速 度， mm/min
n值测试应变 量取值范围
r值测试应变 量取值范围
12.5 (20)
50 (80)
75
六、板料的冲压成形性能与成形极限
板料基本性能与冲压成形性能的关系 衡量薄板性能的优劣，过去一般以薄板的基本 性能指标来评价，但是随着汽车、家电工业的发展， 对薄板成形性能的要求日益苛刻，从而使成形性指 标的测定越来越受到人们的重视和广泛研究。薄板 成形性（sheet metal formability），根据 BG/T15825.1-1995的定义，就是指金属薄板对 于冲压成形的适应能力。
σs /σb
σs /σb称为屈强比，它对板材冲压性能的影 响是多方面的。σs/σb的比例越低，屈服点和抗 拉强度的差距越大，钢板在同等强度对比加工 时，对压缩类成形工艺，材料起皱趋势也小； 对ห้องสมุดไป่ตู้长类成形工艺，材料定形性和贴模性好， 回弹变形也小。
冲压成形性能试验方法与指标
1）机械性能的检验 拉伸试验是一种非常普遍的机械性能试验方
来说，可以在一次成形中获得较大的极限变形程 度；n值对复杂形状零件的成形也有影响，在以胀 形为主的成形工艺中，n值越大的板料，成形性能 越好。
r值
r值即塑性应变比（Plastic Strain Ratio），代表在任何指定 的应变值下（一般为15%）板材宽度方向和厚度方向真 应变之比值，即：r=εb/εt。它是评价金属薄板压缩类成 形性能的重要参数。
法，简单、可靠，并能清楚反映材料受外力时 表现出的弹性、塑性和断裂三个过程。因此， 拉伸试验是评价板材基本力学性能及成形性能 的主要试验方法。
拉伸试验是利用图所示尺寸符合要求的标准 试样，在拉伸试验机上进行拉深，得到应力— —应变曲线，经过数据处理，从而得到与成形 性能有关的参数：σs、σs/σb、σb、δ、ψ、n、 r值等。
r=1/4(r 0°+2 r 45°+r 90°) 板平面内各向异性的差别用△r表示：
Δr=1/2( r 0°- 2r 45°+r 90°)
用圆形坯料拉深筒形件时，当△r＞0时， 凸耳出现在0°和90°方向；当Δr＜0时， 凸耳出现在±45°方向；Δr=0时，不产生 凸耳。由于凸耳的位置与大小和Δr有关， 所以Δr又叫凸耳参数。 δu与δ δu（均匀延伸率），是在拉伸试验中开始 产生局部集中变形的延伸率。δ称为总延伸 率，与试样的相对长度有关。δu的大小表 示板材产生均匀塑性变形的能力，直接决定 板材在伸长类变形中的冲压性能。
对数式，运用最小二乘法计算应变硬化指数n。（见下式）
屈服强度 材料在试验过程中力不增加（保持恒
定）仍能继续伸长（变形）时的应力，叫 屈服强度。屈服点越低，最后产品的形状 越好。
n值 n值，即加工硬化指数，代表材料抵抗 继续形变的能力。
加工硬化指数n是评定板料伸长类成形性能的 一个重要参数，n值大，拉伸失稳时的极限应变大； 这对于胀形、扩孔、内凹曲线翻边等伸长类成形
具有最佳成形性能的材料应具有如下特点： 均匀分布应变； 承受平面内压缩应力而无起皱现象； 可以达到较高应变而无颈缩和断裂； 承受平面内剪切应力而无断裂； 零件由凹模出来后保持其形状 保持表面光洁，阻止表面损伤。
薄板本身固有的基本特性值与其成形性能之间具有一 定的相关性见下表。对于冷轧冲压钢板，往往希望具有 低的屈服强度、低的屈强比、高的n、r值。
薄板基本特性值与成形性能的相关性
材料基本性能 冲压成形性能
抗 胀形成形性
破
能
裂 扩孔成形性
性
能
能
拉深成形性
能
弯曲成形性 能
贴模性
定形性
主要影响因素
n
δ0 r、Δr
δ0 σs σs、E
次要影响因素
r、δ0、σs r 、强度及塑性 的平面各向异性
n、σs/σb、σs 总延深率的平面 各向异性程度 r、n、σs/σb r、n、σs/σb
20%）
产品标准规定或 协商
屈服后~最大力 前（常用15%）
12.5 (20)
50 (20,25)
75
≤11.5
12.5 (20)
50 (80)
75 （120）
3~30
≤0.5P
≤0.5P
屈服后~最大 力前（常用 10%~20%）
屈服后~最大 力前（常用
17%）
产品标准规定或 协商
产品标准规定或 协商
≤0.5P
屈服后~最大 力前（常用 5%~15%） 屈服后~最大 力前（常用
15%）
12.5 （20）
50 (80)
75 120
≤30
(12.5,20) 25
(50,80) 50
(60,120) 60
10~30
≤0.5P
≤0.8P
屈服后~最大 力前（常用 10%~20%）
屈服后~最大 力前（常用
板料r值的大小，反映了板平面方向与厚 度方向应变能力的差异。r=1时，为各向同 性；r≠1时，为各向异性。 r值与冲压成形 性能有密切的关系，尤其是与拉深成形性能 直接相关，r值大，拉深成形时有利于凸缘 的切向收缩变形和提高拉深件底部的承载能 力。图给出了拉深时的应力状态。
板平面中最主要的三个方向是与轧制方向呈0°、 45°和90°，相应地用r0°、r45°和r90°表示。 由于不同方向上测得的数值是变化的图，板料的塑性 应变比常用平均值表示：
拉伸试验 板厚0.25~2.5mm的薄板，拉力试样的形状、
尺寸，世界不同的国家标准也各不相同，其形状 一般有2种形式： 带肩定标距试样
在 DIN、JIS、ASTM以及GB标准中对抗拉试 验所使用的试样种类、尺寸等有着明确的规定。 世界各国拉伸试验标准主要技术要求见表。
P : 平行部的距离 L : 标距 W : 宽度 R : 肩部半径
试验在室温下（20±10°C）进行。试验之前，要精确测 量试样的厚度和宽度，并刻划标点和标距长度。用螺旋测微计 测量试样厚度时，当厚度≤0.5mm时，精确到0.005mm； 当厚度＞0.5mm时，精确到0.01mm。在标距长度的中部和 两端测量三点，取其最小值。
n值的测量计算
根据均匀塑性变形范围内真实应力——真实应变指数式的
拉伸试样几何尺寸
国内外常用拉伸试验标准的主要技术要求
GB
DIN
JIS
ASTM
ISO
试样原始宽度 W, mm
试样原始标距 L, mm
试样平行长度 P, mm
屈服前拉伸速 度，Mpa/s
屈服后拉伸速 度， mm/min
n值测试应变 量取值范围
r值测试应变 量取值范围
12.5 (20)
50 (80)
75
六、板料的冲压成形性能与成形极限
板料基本性能与冲压成形性能的关系 衡量薄板性能的优劣，过去一般以薄板的基本 性能指标来评价，但是随着汽车、家电工业的发展， 对薄板成形性能的要求日益苛刻，从而使成形性指 标的测定越来越受到人们的重视和广泛研究。薄板 成形性（sheet metal formability），根据 BG/T15825.1-1995的定义，就是指金属薄板对 于冲压成形的适应能力。
σs /σb
σs /σb称为屈强比，它对板材冲压性能的影 响是多方面的。σs/σb的比例越低，屈服点和抗 拉强度的差距越大，钢板在同等强度对比加工 时，对压缩类成形工艺，材料起皱趋势也小； 对ห้องสมุดไป่ตู้长类成形工艺，材料定形性和贴模性好， 回弹变形也小。
冲压成形性能试验方法与指标
1）机械性能的检验 拉伸试验是一种非常普遍的机械性能试验方
来说，可以在一次成形中获得较大的极限变形程 度；n值对复杂形状零件的成形也有影响，在以胀 形为主的成形工艺中，n值越大的板料，成形性能 越好。
r值
r值即塑性应变比（Plastic Strain Ratio），代表在任何指定 的应变值下（一般为15%）板材宽度方向和厚度方向真 应变之比值，即：r=εb/εt。它是评价金属薄板压缩类成 形性能的重要参数。
法，简单、可靠，并能清楚反映材料受外力时 表现出的弹性、塑性和断裂三个过程。因此， 拉伸试验是评价板材基本力学性能及成形性能 的主要试验方法。
拉伸试验是利用图所示尺寸符合要求的标准 试样，在拉伸试验机上进行拉深，得到应力— —应变曲线，经过数据处理，从而得到与成形 性能有关的参数：σs、σs/σb、σb、δ、ψ、n、 r值等。
r=1/4(r 0°+2 r 45°+r 90°) 板平面内各向异性的差别用△r表示：
Δr=1/2( r 0°- 2r 45°+r 90°)
用圆形坯料拉深筒形件时，当△r＞0时， 凸耳出现在0°和90°方向；当Δr＜0时， 凸耳出现在±45°方向；Δr=0时，不产生 凸耳。由于凸耳的位置与大小和Δr有关， 所以Δr又叫凸耳参数。 δu与δ δu（均匀延伸率），是在拉伸试验中开始 产生局部集中变形的延伸率。δ称为总延伸 率，与试样的相对长度有关。δu的大小表 示板材产生均匀塑性变形的能力，直接决定 板材在伸长类变形中的冲压性能。
对数式，运用最小二乘法计算应变硬化指数n。（见下式）
屈服强度 材料在试验过程中力不增加（保持恒
定）仍能继续伸长（变形）时的应力，叫 屈服强度。屈服点越低，最后产品的形状 越好。
n值 n值，即加工硬化指数，代表材料抵抗 继续形变的能力。
加工硬化指数n是评定板料伸长类成形性能的 一个重要参数，n值大，拉伸失稳时的极限应变大； 这对于胀形、扩孔、内凹曲线翻边等伸长类成形
具有最佳成形性能的材料应具有如下特点： 均匀分布应变； 承受平面内压缩应力而无起皱现象； 可以达到较高应变而无颈缩和断裂； 承受平面内剪切应力而无断裂； 零件由凹模出来后保持其形状 保持表面光洁，阻止表面损伤。
薄板本身固有的基本特性值与其成形性能之间具有一 定的相关性见下表。对于冷轧冲压钢板，往往希望具有 低的屈服强度、低的屈强比、高的n、r值。
薄板基本特性值与成形性能的相关性
材料基本性能 冲压成形性能
抗 胀形成形性
破
能
裂 扩孔成形性
性
能
能
拉深成形性
能
弯曲成形性 能
贴模性
定形性
主要影响因素
n
δ0 r、Δr
δ0 σs σs、E
次要影响因素
r、δ0、σs r 、强度及塑性 的平面各向异性
n、σs/σb、σs 总延深率的平面 各向异性程度 r、n、σs/σb r、n、σs/σb
20%）
产品标准规定或 协商
屈服后~最大力 前（常用15%）
12.5 (20)
50 (20,25)
75
≤11.5
12.5 (20)
50 (80)
75 （120）
3~30
≤0.5P
≤0.5P
屈服后~最大 力前（常用 10%~20%）
屈服后~最大 力前（常用
17%）
产品标准规定或 协商
产品标准规定或 协商