深冲薄钢板冲压级别评定方法及标准

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1994.01.008 第16卷第1期 北京科技大学学报 Vol.16 No.1 1994年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.1994 深冲薄钢板冲压级别评定方法及标准 邓陟 王先进 北京科技大学金属压力加工系，北京100083 摘要从材料对路供应与高效合理使用的结合上，对现行国产深冲薄钢板产品冲压级别评定方法 及标准进行了分析讨论，指出了现行冲压级别评定方法及标准中存在的问题，探讨了发展和完善 评定方法及标准的途径，并对制订新的评定方法和标准提出了建议和意见· 关键词冷轧钢板，薄板，成形，测定/冲压 中图分类号TG335.55 The Investigations of the Methods and Standards Assessing the Stamping Class of Deep-Drawing Sheet Metals Deng Zhi Wang Xianjin Department of Metals Forming,USTB,Beijing 100083,PRC ABSTRACT Formulating the rational efficient methods and standards assessing the stamping class of deep-drawing sheet metals plays an important role in promoting the wide and effi- cient uses of sheet metals produced in China.In this paper,the methods and standards in effect assessing the stamping class of deep-drawing sheet metals produced in China were investigated.The problems existing in the methods and standards assessing the stamping class in effect were put forward.The ways developing and perfecting the methods and standards as- sessing the stamping class were explored.The suggestions for formulating new methods and standards have been put forward. KEY WORDS cold rolled steel plate,steel sheets,forming,determination/drawing 深冲薄钢板是冶金工业中产量大、效益高的重要产品·长期以来，深冲薄钢板供货条件 只保证a,、,、e。、IE等指标，并依据这些指标的量值大小将其分为ZF、HF、F、乙4级， 以ZF级的冲压成形性能最好，Z级的冲压成形性能最差，由于上述指标没能反映出板材的 真实变形特性和适应不同变形方式的能力，造成用户无法根据实际需要选用敏合适的材料及 薄板生产厂家难以依据用户需求来改进和调整产品性能与结构·因此，深入分析研究，并进 而制订出更为科学的薄板冲压级别评定方法和标准，以适应冶金工业的发展和其它工业部门 1993-04-26收稿 第一作者男30岁副教授博士

第 16 卷 第 1 期 1 9 9 4 年 2 月 北 京 科 技 大 学 学 报 oJ u rn a l o f U n ive sr iyt o f S d en ce a dn T ec h on l o g y eB ij 川g V o l . 1 6 N O . l f 功 . 1 9 9 4 深冲薄钢板 冲压级别评定方法及标准 邓 涉 王 先进 北京科技大学金属压力加工系 , 北京 1《刀粥3 摘要 从材 料对路供应 与 高效合理使 用 的结合上 , 对现行 国产深冲薄钢板产品 冲压级别评定方法 及标 准进行 了分 析讨论 , 指出 了 现行冲压级别评定方法及标准 中存在的问题 , 探讨 了发展和 完善 评定 方法及 标准的 途径 , 并 对制订新 的评定方法 和 标准提 出了 建议和 意见 . 关键词 冷 轧钢板 , 薄 板 , 成形 , 测 定 / 冲压 中图分类号 1 { 玉335 . 5 T h e I n ves t ig a t i o ns o f t h e M e t ob ds a dn S at n da r ds sA s es s ign t h e S at m Pign C l as s o f D e P 一 rD a w ign s h e e t M e at ls D en g Z h i W a n g iX a nj i n 及p a rt IT 记n t o f M e at 』5 oF rnu gn , U ST B , Be ij ign l X( 幻8 3 , P R C A B S T R A C I , F o n n u l a t i n g t h e ra t i o n a l e if 百en t me t h o d s a n d s ta n d a rds a s s巴s in g t h e s ta m P in g d a s s o f d e P 一 d ra iw n g s h e t tne ta ls P la ys a n l m Po rta n t ro le i n P ro mo t ing t h e iw d e a nd e if - d en t us es o f s h e t me ta ls P ro d u 优d i n C ih na . I n t h is P a P e r , th e ner t h o ds a n d s at n d a dsr in e 伟戈t a s es s i n g t h e s at m P i n g d a s s o f d e P 一 d ar iw gn s h et IT r t a ls P or d u “ 对 i n hC in a we er in v es t ig a det . hT e P or b l e n ` ex is t i n g · i n t h e n le t h o d s a n d s at n d a dsr a s es i n g ht e s at m P ign 由s in e ll枕 t we er P u t fo n 刀 a dr . hT e aw ys d e vel o P i n g a n d P e 杯沈 t in g ht e me t h o ds a n d s at dn a dr s a s - s es in g t h e s at m P ign d a s we er ex P l o 化d . hT e s u g es t io ns fo r fo mr tl」a t i n g ne w n r th o d s a n d s at n d a dr s h a ve b 浑 11 P u t fo p 胃 a dr . K E Y W O R 】】5 co kl or Ude s概1 lP a et , s概1 5 1 篮℃ st , fo nrU gn , de et ~ t l o n / d i刁 iw gn 深 冲薄钢 板 是冶 金工 业 中产量 大 、 效益 高 的重要 产 品 . 长期 以 来 , 深 冲 薄钢板 供货 条 件 只 保 证 氏 、 气 、 eu 、 IE 等 指标 , 并 依据 这些 指标 的 量值 大小 将 其分 为 Z F 、 H F 、 F 、 2 4 级 , 以 Z f , 级 的冲 压成 形性 能 最好 , Z 级 的冲 压成形 性 能最差 . 由于 上述指 标 没 能 反 映 出板 材 的 真 实变形 特性 和适 应 不 同变形方 式 的 能力 , 造成 用户 无法 根据 实际需 要 选用最 合 适 的材料及 薄板 生产 厂 家难 以 依 据用 户需求 来 改进 和调 整产 品性 能 与结构 . 因此 , 深人分 析 研究 , 并进 而制 订 出更 为科学 的 薄板 冲压级别 评定方 法 和 标 准 , 以 适 应冶金 工 业 的发展 和其 它工 业部 门 1卯3 一 04 一 26 收稿 第 一作 者 男 30 岁 副教授 博士 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1994. 01. 008

·36 北京科技大学学报 1994年No.1 对冶金产品的需求，具有重要的现实意义. 1试验 板材成形性的评定是从其共性一板材的基本特征性能和个性一板材适应特定成形 过程的能力两个方面的结合与统一上做出的，这就是板材的基本成形性与模拟成形性·板材 的冲压成形性能可以用基本成形性试验所得的材料特性值与模拟成形性试验所得的材料某种 成形指标来共同表达.2！. 因此，对深冲薄钢板材料冲压成形性的评定应从基本成形性与模拟成形性两个方面进 行，将两个方面的试验指标归纳、综合比较后，才能对薄钢板的冲压成形性做出评价，目 前，在板材成形性能研究中，单向拉伸试验是最重要的基本成形性试验；拉延、扩孔、锥 杯、成形极限图试验则是最具典型代表意义的模拟成形性试验·这是因为虽然冲压成形过程 复杂多样，但从应变特点和变形机理来看，一般可分为深拉延、胀形、浅拉延、翻边和弯曲 5大基本类型，上述儿种模拟成形性试验基本代表了这5大类型的变形状况，所得试验指标 可作为评估板材适应这几种基本成形类型的性能之用· 试验研究以武钢和鞍钢生产的深冲薄钢板O8A1,K08A]为对象，以现行冲压级别评定 标准将试验材料分为ZF、HF、F、Z4级，试验材料的厚度分别为1.5、1.2、1.0mm. 为了对试验材料的冲压成形性做出评定，系统地测定了试验材料的基本特性值和模拟成 形性指标.基本成形性试验是根据国家标准GB228-87、GB5027-85和BG5028-85的规 定进行的.模拟成形性试验中，杯突试验是根据冶金部标准YB38-64的规定进行的，拉 延、锥杯、扩孔和成形极限图试验是根据国家“七五”攻关成形性研究课题规范性技术文件 的规定进行的.部分试验测定结果列于表1、表2中， 表1试验材料的基本成形性试验值 Table 1 Uniaxial tension test results of the experimental materials 公称厚度 0 Oh eu 钢种 (mm) (MPa) (MPa) C/6 △r ×级别 (%) 08A1 1.0×Z 179.0 304.0 0.590 44.0 0.203 1.704 0.432 08A1 1.0×HF 186.0 286.0 0.651 51.0 0.204 1.809 0.543 08A1 1.0×F 170.0 322.0 0.528 49.0 0.236 1.441 0.567 08A1 1.0×Z 193.0 311.0 0.621 46.0 0.192 1.581 0.461 K08AI 1.5×Z 173.0 314.0 0.551 45.0 0.235 1.295 0.450 K08Al 1.5×HF 189.0 309.0 0.612 44.0 0.224 1.044 0.386 K08A1 1.5×F 196.0 324.0 0.605 450 0.224 1.120 0.238 08 Al 1.5×Z 206.0 329.0 0.626 43.0 0.239 1.301 0.256 K08A1 1.2×ZF 211.0 328.0 0.643 42.0 0.195 1.150 0.030 K08Al 1.2×HF 197.0 331.0 0.595 46.0 0.233 1.264 0.373 K08A1 12×F 202.0 308.0 0.656 43.0 0.174 1.060 0.085 08A1 1.2×Z 223.0 323.0 0.690 43.0 0.198 1.090 0.070

匕 京 科 技 大 学 学 报 J 望科 年 N 1 o . 1 对 冶金 产 品的 需求 , 具 有 重要 的现 实意 义 . 1 试 验 板 材成 形性 的评 定是 从其 共性— 板材 的基 本 特 征 性 能 和 个性 — 板 材 适 应 特 定 成 形 过程 的能力 两 个方 面的结 合 与 统 一上 做 出的 , 这 就是 板材 的基 本成 形性 与 模 拟成 形性 . 板材 的冲压 成形 性 能可 以 用 基本 成形 性试 验所 得 的材料 特性值 与模 拟成 形性 试验 所得 的 材料 某种 成形指 标来 共 同表 达 ! ’ · 2 】 . 因 此 , 对 深冲 薄钢 板材 料 冲压成 形 性 的评 定 应从 基 本 成形 性 与 模 拟 成 形 性 两 个 方 面 进 行 , 将 两 个方 面 的试验 指标 归 纳 、 综 合 比 较 后 , 才 能 对 薄 钢 板 的冲 压 成 形 性 做 出评价 . 目 前 , 在板 材成 形性 能研 究 中 , 单 向拉 伸 试 验 是最 重要 的基 本 成 形 性 试 验 ; 拉 延 、 扩孔 、 锥 杯 、 成形 极 限图试 验 则是最 具典 型代 表 意义 的模拟 成形 性试 验 . 这是 因 为虽然 冲压成形 过程 复杂 多样 , 但 从应变 特点 和变 形机理 来 看 , 一般 可分 为深拉 延 、 胀形 、 浅拉延 、 翻 边和 弯曲 5 大基 本 类 型 . 上 述 几种模 拟 成形 性 试验基 本代 表 了这 5 大类 型 的变 形状况 , 所得 试 验 指 标 可作 为评估板 材 适应 这几 种基 本成 形类 型 的性能 之 用 . 试验 研究 以 武钢 和鞍 钢 生产 的 深 冲 薄 钢板 08 AI 、 K 08 AI 为 对 象 , 以 现 行 冲 压 级 别 评 定 标准 将试 验材 料 分 为 Z F 、 H F 、 F 、 2 4 级 , 试验 材料 的厚 度分 别 为 1 . 5 、 1 . 2 、 1 . 0 ~ . 为 了 对 试验 材料 的 冲压 成形性 做 出评 定 , 系统 地测 定了 试验 材料 的基本 特性 值 和模拟 成 形性 指 标 . 基本 成形 性试 验 是 根 据 国家 标 准 G B 2 28 一 87 、 G B SO2 7 一 85 和 B G 5 0 2 8 一 8 5 的规 定进 行 的 . 模 拟 成形 性 试验 中 , 杯 突 试验 是 根 据 冶 金 部 标 准 Y B 3 8 一 64 的规定 进 行 的 , 拉 延 、 锥 杯 、 扩孔 和 成形 极 限图试 验是 根据 国 家 “ 七 五 ” 攻关 成形 性研 究课题规范性 技术 文件 的规定 进行 的 . 部分 试 验测 定结 果 列于 表 l 、 表 2 中 . 表 1 试验材料的基本成形性试验 值 aT 比 I U 血 %知】 妞因加. 把盆 “ 泛 d 七 of 奴 e x 卿俪脚间 帕砚曰抽七 公称厚度 钢 种 ( r n l n ) x 级别 氏 《M R I ) 气 洲aP ) eu 氏 /氏 (o, ) ” 能 lA 双姗41 08 川 08 月 08 lA K OS IA K OS IA K 0 8 IA 08 lA K 08 IA K 08 IA K 08 IA 08 lA 1 . 0 x Z F , 1 . 0 X H F 1 . 0 x F 1 . 0 x Z 1 . 5 x Z F 1 . 5 x H F 1 . 5 x F 1 . 5 x Z 1 . 2 x Z F 1 . 2 x H F 1 . 2 x F 1 . 2 x Z 179 D 1 86 . 0 1 70 .0 19 3刀 1 7 3刀 1 89 刀 1% D 2伪D 2 1 1 . 0 19 7D 20 2D 2 2 3D 引又 D 28 .6 0 32 .0 31 1 . 0 3 14 . 0 别刃刀 3 2 4刀 3 2 9 . 0 32 8乃 3 3 1 . 0 30 .8 0 3 2 3 . 0 -0 5叩 0 . 6 5 1 0 . 52 8 0石2 1 0 . 5 5 1 0 . 6 1 2 0 . 印5 0 . 6 26 0 . M 3 0 . 59 5 0 . 6 56 0 . 6侧〕 4 .0 5 1 . 0 49 . 0 46 .0 4 5刀 4 刀 4 5 . 0 4 3 . 0 42 D 46 .0 4 3 . 0 4 3刀 .0 20 3 仓2以 02 36 0 . 19 2 02 35 住2 24 住2 24 0 2 39 0 . 19 5 0 . 2 33 0 . 1 74 0 . 1 9 8 1 . 1 . 1 . 1 . 581 1 . 29 5 1 . (洲阵 1 . 1 20 1 . 30 1 1 . 1父 1 . 2醉 1 . (双】 1 . (月) 0 . 4 3 2 .0 又3 0乃6 7 .0 46 1 0 . 4印 0 3 86 0 . 238 住256 0 灭)以) 0 . 373 0 . 08 5 住0 70

Vol.16 No.I 邓陟等：深冲薄钢板冲压级别评定方法及标准 37. 表2试验材料的模拟成形性试验值 Table 2 Modling test results of the experimental materials 公称厚 扩孔试验 锥杯试验 拉延试验杯突试验 度(mm) 试件中心 试件：CCV值 D IE值 钢种 ×级别 外径 孔径 外径 ”值 LDR值 (mm)(mm)(%) (mm) (mm) (mm) (mm) 08A1 1.0ZF 70.0 10.0 149.95 60.0 44.77 0.254 109.5 2.19 11.8 08A1 1.0×HF 70.0 10.0 157.82 60.0 44.030.266 109.02.18 11.4 08A1 1.0×F 70.0 10.0 142.44 60.0 42.650.289 105.5 2.11 11.6 08A1 1.0×Z 70.0 10.0 160.98 60.0 45.08 0.242 107.0 2.14 113 K08A1 1.5×ZF 70.0 10.0 162.99 78.0 59.110.242 109.02.18 12.5 K08A1 1.5×HF 70.0 10.0 144.54 78.0 60.920.219 106.0 2.12 12.3 K08AI 1.5×F 70.0 10.0 142.67 78.0 59.680.235 1085 2.17 12.2 08A1 1.5×Z 70.0 10.0 136.38 78.0 59.87 0.233 108.0 2.16 12.0 K08A1 1.2×ZF 70.0 10.0 124.05 60.0 45.88 0.236 107.5 2.15 11.5 K08AI 1.2×HF 70.0 10.0 136.97 60.0 45.75 0.238 106.5 2.13 11.5 K08A1 I.2×F 70.0 10.0 123.84 60.0 46.48 0.226 103.5 2.07 11.0 08Al 1.2×Z 70.0 10.0 148.62 60.0 46.22 0.230 101.5 2.03 11.2 2 试验结果分析与讨论 深冲薄钢板冲压级别的评定，实际上是对材料性能的评定，这应是全面、科学的评定. 目前国内普遍采用的评定方法是以比较薄钢板材料基本性能指标σ、σ。、？，和模拟性能指标 E值进行的，表1、2的试验结果表明：这种方法的评定结果与材料的真实情况有较大出 人，没能科学地反映出材料内在的共性与个性， 从材料的基本成形性能来看，众多的研究结果已经揭示.强度指标0、G,和塑性指 标？，只具有相对意义，它们与材料的综合成形性能之间没有较好的相关性，通常这3个指 标只用于定性比较材料强度、塑性性能的好坏·因此、，以这些指标来定性评定材料成形性能 是不合适的.材料的基本成形性能指标中，与材料的综合成形性能相关性较好的指标是σ，/σ、 n、,值。O,/o。之值越小，材料在破坏前能进行更大的变形和加工，特别是对拉胀成形过程 更是如此，因此，材料的综合成形性能越好，成形零件的形状固定性也越好.、r值是薄 钢板材料冲压成形中的极重要参数，是评定板材成形性能好坏的不可忽视的指标，这一点已 得到公认·n值、r值越大，板材的综合成形性能越好)，在以板材的基本性能指标评定其 成形性能时、应采用g,/0。、n、r值3个指标. 材料的模拟成形性能反映了材料适应不同冲压成形方式的能力，这是与冲压成形方式的 多种多样性联系在一起的，正是由于成形方式的多样性，决定了薄钢板材料成形性能评定的 困难性和复杂性，板材的成形性能作为一个综合性概念，具有丰富的内涵，这一内涵的深度 和广度是与冲压成形方式的千变万化相一致的·实际运用中，则以弯曲成形性、翻边成形 性、拉胀成形性、拉延成形性、拉胀一拉延复合成形性、抗起皱性、形状固定性等等来作 为板材成形性能的具体体现，而以这些成形性的综合作为板材成形性能好坏的标志，只有当 所有方面的成形性都好时，才能说该种材料的成形性能好，所有方面的成形性能都好的材料

VO I . 1 6 N 0 . 1 邓 陆等 : 深冲 薄钢 板冲 压级别 评定方法 及标 准 J b b阮 2 表 2 试验材料 的模拟成形性试验值 M 司】血犯 把盆 肥, 由匕 of 胶 e x 脚俪曰alt 毗加自h 公 称 厚 度 ( 111 11飞 ) 钢 种 x 级别 扩 孔 试 验 锥 杯 试 验 拉 延 试 验 杯 突 试 验 n 刀刀 ) 中 心 孔径 ( r n r n ) 试 件 C C V 值 外 径 叮 值 ( r n n注 ) ( r n r n ) 几 、 《 ~ ) IE 值 L D R 值 试外 件径 ( r n r n ) 嵘o(/ 0.0 08 lA 08 lA 0 8 IA 08 lA K 08 IA K 08 月 K 08 iA 08 lA K 08 IA K 08 IA K 08 IA 08 川 1 . 0 Z F 1 . 0 x H F 1 . 0 x F 1 . 0 x Z 1 . 5 x Z F 1 . 5 x H F 1 . 5 x F 1 . 5 x Z 1 . 2 x Z F 1 . 2 x H F 1 . 2 x F 1 . 2 x Z 70 .0 70 .0 7OD 70 D 70 刀 70 . 0 70 .0 70 .0 70 D 70 . 0 70 D 70 .0 149 月5 巧7 . 8 2 14 2 . 4 1印 . 98 162 . 卯 14 . 又 14 2 . 6 7 136 . 38 124 D5 136 . 9 7 123 . 84 148 . 6 2 印 . 0 团刀 印刀 印刀 78 . 0 7 8刀 7 8乃 7 8D 印刀 印.0 印.0 印.0 4 .7 7 4 . 0 3 42 . 6 5 4 .5 08 59 . 1 1 印 . 92 5.9 68 59 . 8 7 4 5 . 8 8 4 57 5 46 . 48 46 . 22 住 2抖 0 2 肠 0 . 2 8 9 0 . 2 4 2 .0 24 2 0 2 19 0 . 235 0 . 233 0 . 2 3 6 0 2 3 8 住 2 6 .0 230 1的 . 5 1的.0 10 5乃 1 0 7刀 1的D 1 06 . 0 108万 108 D 1075 1肠.5 1 03 . 5 1 01 . 5 2 . 19 2 . 1 8 2 . 1 1 2 . 14 2 . 1 8 2 . 1 2 2 . 17 2 . 1 6 2 . 1 5 2 . 1 3 .2 07 .2 03 1 1 . 8 1 1 . 4 1 1 . 6 1 1 . 3 1 2 . 5 1 2 . 3 1 2 . 2 1 2 . 0 1 1 . 5 1 1 . 5 1 1 . 0 1 1 . 2 2 试验结 果分析 与讨论 深冲 薄钢板 冲压 级别 的评 定 , 实际上 是对 材料性 能 的评定 , 这 应 是 全 面 、 科 学 的评定 . 目前国 内普遍采 用 的评定 方法是 以 比较薄 钢板 材料基 本性 能指标 氏 、 几 、 eu 和模 拟 性 能 指 标 IE 值进 行 的 . 表 1 、 2 的 试 验 结果 表 明: 这 种方 法 的评 定 结 果 与 材 料 的 真 实 情 况 有 较 大 出 人 , 没能科 学地 反 映 出材 料 内在 的共 性 与 个性 . 从 材料 的基 本成 形性 能来 看 , 众多 的研究结 果 已 经 揭 示 〔’ , ’ :l 强度 指 标 as 、 。 b 和 塑 性 指 标 eu 只 具 有相 对意 义 , 它们 与 材料 的综 合成 形性 能 之 间没 有 较 好 的相 关 性 , 通 常这 3 个 指 标 只用 于 定性 比 较材料 强度 、 塑性性 能 的 好坏 . 因此 , 以 这些指 标 来定性 评定 材料 成形 性能 是不 合适的 . 材料的基 本成 形性 能指标中 , 与材料 的综 合成形 性能 相关 性 较好 的指 标是 as / 气 、 n 、 ; 值 。 as / 。 b 之 值越 小 , 材料 在破 坏前 能进 行更大 的变 形和 加 工 , 特 别 是 对 拉 胀 成 形 过 程 更是 如此 . 因 此 , 材料 的综 合成 形性 能越 好 , 成形 零 件 的形 状 固定 性 也 越 好 . n 、 ; 值 是 薄 钢 板 材料 冲压 成形 中 的极重要 参 数 , 是评定 板材 成形 性能 好坏 的不 可忽视 的指 标 , 这一 点 已 得 到 公认 . n 值 、 ; 值越 大 , 板材 的综 合成形 性能 越 好 I ’ 〕 . 在 以 板 材 的基 本 性 能 指 标评定 其 成 形 性能 时 , 应采 用 as / 氏 、 n 、 ; 值 3 个指 标 . 材料 的模拟 成 形性 能反 映 了 材料 适应 不 同冲 压成 形方 式 的能力 , 这是 与 冲 压成形 方式 的 多种 多样性 联 系在 一起 的 , 正是 由于 成形方 式 的 多样 性 , 决定 了 薄 钢板材料 成 形性能 评定 的 困 难 性和 复杂性 . 板材 的成形 性 能作 为一个 综合 性概 念 , 具 有 丰富 的 内涵 , 这 一 内涵 的深度 和广 度是 与 冲 压成 形方 式 的千变 万化 相 一 致 的 . 实 际运 用 中 , 则 以 弯 曲成 形 性 、 翻边 成 形 性 、 拉胀 成形性 、 拉延 成形性 、 拉胀一 拉延复 合成 形 性 、 抗 起 皱 性 、 形状 固定 性 等 等 来 作 为板 材成 形性 能 的具体 体现 . 而 以 这 些成形 性 的综合 作为板 材成 形性 能好坏 的标 志 , 只有 当 所有 方面 的成形 性 都好 时 , 才能说该 种材料 的成 形性 能好 . 所有 方 面 的成形 性 能都好 的材 料

.38. 北京科技大学学报 1994年No.1 实际中是不存在的，因此，在评定板材成形性能时，都以最为关心的某一方面或儿个方面成 形性能的评定来作出板材成形性能好坏的判断· 由此可以看出：深冲薄钢板成形性能的评定，即冲压级别的评定实际上是很难作出的， 目前我国采用的冲压级别评定方法，在对板材的模拟成形性评定中存在下述问题：(I)只 以杯突试验和杯突值E作为评定方法和指标是不全面、不科学的，杯突试验本身只能反映 板材拉胀成形性的好坏，不能反映板材的拉延、翻边、拉胀一拉延复合成形性等性能的好 坏.(2)由于杯突试验条件不易满足、试验指标难以准确测量等，自80年代中期开始，国际 上比较一致的看法是应逐步淘汰这一模拟试验方法·这样就决定了现行冲压级别评定方法不 能满足实际需要，评定级别的结果也与实际情况有较大差异· 表1、表2的试验结果表明，以现行评定标准确定的板材冲压级别与板材性能之间并没 有较好的对应关系，表中所列3种规格的ZF级材料，其G,/o。值、n值、r值都没有达到最 优，而其他级别的材料则在某一性能指标上超过了ZF级材料.从模拟成形性来看，虽然3 种规格的ZF级材料的杯突值均最好，但在其他模拟成形性指标方面，只是极限拉延比值最 好，扩孔率入和锥杯值？都不是最好·这说明3种规格的ZF级材料，在成形以拉延变形或 拉胀变形为主要变形方式的一类零件时，其成形性能是最优的：而在成形以翻边变形或拉 胀一拉延复合变形为主要变形方式的一类零件时，其成形性能就不如其他级别的材料好， 这时就应选用其他级别的材料，以最大限度地发挥材料的变形潜力， 由此可见，任何一种板材都有其最适宜的成形方式，发现并揭示板材的最佳变形方式， 并以此指导对材料的合理使用，是板材成形性能检测、评定的中心任务，这既与制订全面、 科学的板材成形性能检测、评定标准及方法密不可分，也与板材冲压成形零件的科学分类及 板材的对路供应相联系4s1.板材成形性能检测、评定应以冲压零件的科学分类为指导，以 实现板材对路供应和高效合理使用为目的，从成形性的丰富内容上来进行，而不宜以一种或 几种试验指标的衡量来给出材料的单一级别划分.同时应及时跟踪并消化、吸收国内外的最 新研究成果，不断引进新的试验方法和技术，淘汰旧的试验方法和技术.在制订板材成形性 能检测、评定方法及标准时，应包括板材基本成形性和模拟成形性两个方面的内容·基本成 形性评定时，以材料的o/σ值、n值、r值作为指标较好；模拟成形性评定时，以冲压成形 的5大基本类别来分类进行成形性能评定较好，其相应的指标为极限拉延比LDR、扩孔率 入、锥杯值η和能够反映板材综合成形性能好坏的成形极限图，由此建立起来的板材成形性 能检测、评定体系能够正确指导板材使用厂家最合理地选择材料，最大程度地发挥材料的变 形潜力，大大提高板材生产厂家的经济效益；同时薄板生产厂家能够根据使用者的需求及时 调整产品结构，开发生产新产品，不断提高产品质量，实现板材的对路供应， 3结论 (1)现行薄钢板产品冲压级别评定方法及标准存在诸多不全面、不科学之处，应尽早 加以改进、提高，以适应发展的需要， (2)）薄钢板产品冲压级别评定方法及标准的制订和完善应以冲压成形零件的科学分类 (下转66页)

北 京 科 技 大 学 学 报 1哭峙 年 N o . 1 实 际 中是不 存 在 的 , 因 此 , 在评 定板 材成 形性能 时 , 都 以最 为 关心 的 某 一方 面或 儿个方 面 成 形性 能 的评定 来作 出板 材成 形性 能好 坏 的判断 . 由此 可 以 看 出: 深冲 薄钢 板成 形性 能 的评 定 , 即 冲压级 别 的评 定 实 际 上 是很 难 作 出的 . 目前 我 国采 用 的冲压 级别 评定 方法 , 在 对板 材 的模 拟 成 形 性 评 定 中存 在 下述 问题 : ( l) 只 以 杯 突 试验 和杯 突值 IE 作 为评定 方法 和指标 是 不全 面 、 不 科学 的 . 杯 突 试 验 本 身 只 能 反 映 板材 拉 胀成 形 性 的 好 坏 , 不 能反 映板 材 的拉延 、 翻边 、 拉 胀 一 拉延 复合 成形 性等 性 能 的好 坏 . ( 2) 由于杯 突试 验条 件不 易满 足 、 试验指 标 难 以 准确 测 量 等 , 自80 年 代 中期 开 始 , 国际 上 比较 一致 的看 法是 应逐 步淘 汰这 一模 拟 试验方法 . 这样就 决定 了现 行冲 压级 别评定方 法不 能满 足 实 际需要 , 评定级 别 的结果 也 与 实 际情 况有 较大 差异 . 表 1 、 表 2 的试验 结果 表 明 , 以 现行评 定 标准确 定 的板材 冲压 级别 与 板 材 性 能 之 间 并 没 有较 好 的 对应关 系 , 表 中所列 3 种规格的 z F 级材料 , 其 as / 。 b 值 、 。 值 、 ; 值 都 没 有 达 到 最 优 , 而 其他 级别 的材 料则 在某 一性 能指 标上 超过 了 Z F 级材 料 . 从模 拟 成 形 性 来 看 , 虽 然 3 种规格 的 Z F 级 材料 的 杯 突 值 均最 好 , 但 在 其他模 拟成 形性 指标 方 面 , 只 是极 限 拉 延 比 值最 好 , 扩孔 率 又和锥 杯值 叮 都不 是最 好 . 这 说明 3 种规格 的 Z F 级材 料 , 在 成 形 以 拉 延 变形 或 拉胀 变形 为 主要 变形 方式 的一 类零 件 时 , 其 成形 性 能是 最 优 的 ; 而 在 成 形 以 翻 边 变 形 或拉 胀 一 拉延 复 合变 形 为主要 变形 方 式 的一 类 零 件 时 , 其 成形 性 能就 不如 其 他 级 别 的材 料 好 , 这 时就 应选 用 其 他级 别 的材料 , 以 最大 限度 地发挥 材料 的 变形潜力 . 由此可见 , 任何 一种 板材 都有 其最 适宜 的成 形方 式 , 发现并 揭 示 板 材 的最 佳 变 形 方 式 , 并 以 此指 导 对材 料 的合理 使 用 , 是 板材 成形性 能检 测 、 评定 的 中心 任 务 . 这 既 与 制 订 全 面 、 科学 的板材 成形性 能 检测 、 评 定标 准及 方法 密不 可分 , 也 与 板材 冲压 成形 零件 的科 学分类及 板材 的对路供 应 相联 系 { 4 , 5 } . 板材 成形 性能检 测 、 评定 应 以 冲压 零 件 的科 学 分 类 为指 导 , 以 实现 板 材 对路供 应和 高效 合理 使用 为 目的 , 从成形 性 的丰 富内容 上来 进行 , 而 不 宜 以 一种或 几 种试 验指 标 的 衡量 来给 出材 料 的单 一 级别划 分 . 同 时应及 时跟 踪并 消化 、 吸收 国 内外 的最 新研究 成果 , 不 断 引 进新 的 试验方法 和 技术 , 淘 汰 旧 的 试验方 法 和技 术 . 在制 订板材 成形性 能检 测 、 评定方 法及 标准 时 , 应包 括板 材基 本成形 性 和模 拟 成形 性两 个方 面 的 内容 . 基本成 形性 评定 时 , 以 材料 的 as / a 卜 值 、 n 值 、 ; 值作 为指 标较 好 ; 模 拟 成形性 评定 时 , 以 冲压 成 形 的 5 大 基 本类 别来分 类 进行 成形性 能评 定 较好 . 其 相 应 的 指 标 为极 限 拉 延 比 五D R 、 扩孔 率 又 、 锥 杯值 叮 和 能够 反映 板材 综合成 形性 能好 坏 的成形极 限 图 . 由此建 立起 来 的板 材 成 形 性 能检 测 、 评 定体 系能够 正 确指 导板材 使 用 厂 家最合 理地 选择材 料 , 最大 程度 地 发挥材 料 的变 形潜力 , 大大 提 高板 材生 产厂 家的经 济效 益 ; 同时 薄板 生产 厂家 能够根 据使 用者 的需 求及 时 调整 产 品 结构 , 开发 生产新 产 品 , 不 断提 高产 品质 量 , 实现板 材 的对路 供应 . 3 结 论 ( l) 现行 薄钢 板 产 品冲压级 别评 定方 法 及 标 准存 在 诸 多 不 全 面 、 不 科 学 之 处 , 应 尽 早 加 以 改 进 、 提高 , 以 适应 发展 的需 要 . ( 2 ) 薄 钢板 产 品冲 压级别评 定 方法 及标 准 的制 订和 完善 应 以 冲压 成 形 零 件 的 科 学 分 类 (下 转 6 6 页 )

66· 北京科，技大学学报 1994年No.1 4结论 （1)辊系变刚度弹基梁一三维有限元模型对计算辊系变形及应力比其他方法具有更好 的功能，可用于辊系的仿真研究·对非对称轧制的研究，从不同侧面对于辊间接触特性以及 轴向力学特性进行了讨论，丰富了轴向力理论· (2)根据摩擦学的预位移理论，提出了辊间接触轴向刚度的概念及计算方法，较真实 地反映了辊系的实际工作情况， (3)轧件非对称轧制对辊系的影响较大，轧件横向偏移可使轧辊轴向力增加，而且随 轧件偏移量的增大而增大，如果考虑到轧件跑偏可使轧件与工作辊间夹角改变，工作辊的轴 向力可上升若干倍，因此轧件跑偏是工作辊轴向锁紧板等部件破坏的主要因素之一， 参考文献 1邹家祥等.辊系变刚度弹基梁一有限元模型的研究.钢铁，1990，(10)：34~38 2高永生等.对本城模型的评价与发展.北京科技大学学报，1991,13(1)：10~14 3高永生.四辊轧机轴向力学行为的研究：【博士学位论文].北京科技人学.1991 号导果号号号号号号果号号 (上接38页) 为指导，以实现材料的对路供应和高效合理使用为目的，从成形性的丰富内容上来进行，不 宜以一种或几种试验指标的衡量来给出材料的单一冲压级别划分· (3)薄钢板产品成形性能检测、评定应从其基本成形性能和模拟成形性能两个方面进 行·.基本成形性能中较合理的指标是O,/σ，值、是LDR值、1值、n值和成形极限图· 参考文献 1邓陟，王先进，陈鹤峥，金属薄板成形技术，北京：兵器工业出版社，1993.7一11 2胡世光，陈鹤峥.板料冷压成形原理.增订本.北京：国防工业出版社，1989.166~185 3邓陟.薄板单向和双向伸时的应力应变关系·金属成形工艺，1983，(1)：1~5 4邓陟.王先进，汽车用薄板的发展及对策.钢铁，1993,28(6)：73~78 5邓陟.薄板和各向异性与拉延成形性.锻压技术，1990，(3)：12~16

北 京 科 . 技 大 学 学 报 1望科 年 N O . 1 4 结 论 ( l) 辊 系变 刚度 弹基 梁 — 三 维有 限元模 型对计算辊 系 变形及 应力 比其 他方 法具有 . 更好 的功 能 , 可 用于 辊 系的仿真研 究 . 对非 对称 轧制 的研究 , 从不 同侧 面对于 辊 间接触特性 以及 轴 向力学 特性 进 行 了 讨论 , 丰富 了轴 向力理 论 . ( 2) 根 据摩 擦 学的 预位移 理论 , 提 出 了 辊 间接 触 轴 向刚度 的概念及 计算方 法 , 较真 实 地反 映 了辊 系 的实 际工作 情 况 . ( 3) 轧件 非 对称轧 制 对辊 系的影 响较 大 , 轧件横 向偏 移可 使轧 辊轴 向力增 加 , 而 且 随 轧件 偏移 量 的增 大而 增大 . 如 果考 虑到 轧件 跑偏 可使轧 件 与工作 辊 间夹角 改变 , 工 作辊 的轴 向力 可上 升若 干倍 , 因 此 轧件 跑偏 是 工作辊 轴 向锁紧板 等部 件破坏的 主要 因素之 一 . 参 考 文 献 邹家祥等 . 辊系 变刚度弹 基梁 一 有 限元模型 的研究 . 钢铁 , 19明) , ( 10) : 34 一 38 高永生等 . 对本城模型 的 评价与 发展 . 北京科技大学 学报 , 1卯 1 , 13 ( l) : 10 一 14 高永生 . 四 辊轧机轴 向力学行为的 研究 : ! 博士 学位论文 ] . 北京科技大 学 , 1卯1 (上 接 3 8 页 ) 为指 导 , 以 实现 材料 的 对路供 应和 高效 合理使 用 为 目 的 , 从成形 性 的丰 富 内容 上来 进行 , 不 宜 以 一 种 或几 种试 验 指标 的衡量 来给 出材 料 的单 一 冲压级 别划 分 . ( 3) 薄 钢板 产 品成形 性能 检测 、 评定应从其基 本 成 形 性 能 和 模 拟 成 形 性 能 两 个方 面 进 行 . 基本 成形 性 能 中较合 理 的指标 是 久 / 6 b 值 、 是 DL R 值 、 又值 、 叮 值和成形 极 限图 . 参 考 文 献 邓 阶 , 王 先进 , 陈鹤峥 . 金属 薄板成形技术 . 北京 : 兵器 工 业 出版社 , 1卯3 . 7 一 n 胡 世光 , 陈鹤峥 . 板料 冷压成形原理 . 增 订本 . 北京 : 国 防工 业 出 版社 , 19 89 . 1肠 一 185 邓 阶 . 薄板单 向和 双 向伸时 的应 力 应变 关系 . 金属 成形 工艺 , 1983 , ( 1 ) : 1 一 5 邓 陆 . 王 先进 . 汽 车用 薄板 的 发展 及 对策 . 钢铁 , 1卯3 , 28 (6) : 73 一 78 邓 涉 . 薄板和各 向异 性 与拉延 成 形 性 . 锻压 技 术 , 19男〕 , ( 3) 二 12 一 16