Способ оценки штампуемости листового металла при обтяжке

 

Использование: холодная штамповка, исследовательские работы по изучению пластических свойств металлов. Сущность изобретения: испытанию подвергают несколько партий прямоугольных образцов. На образцы наносят рельефные метки с базой 0,6 мм. Обтяжку образцов проводят по пуансонам с различными радиусами, при этом обтяжку образцов из одной партии ведут по пуансону одного размера. Вначале обтягивают контрольный образец до разрушения и индикатором часового типа определяют предельную высоту обтяжки, а по разности расстояний между метками до и после нагружения определяют предельную деформацию. Обтяжку следующих образцов ведут при ходе пуансона, близком к предельному . Для уменьшения трения между образцом и пуансоном размещают полиэти-, леновую прокладку. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4893133(27 (22) 17.10.90

{46) 23.02,93, Бюл, М 7 (71) Волжское объединение по производству легковых автомобилей (72) В.Г.Лавров, А.Ф.Осипов, А.М.Мендель, B.È,Ôàëêîí и А,В,Скрипачев (56) B,П.Романовский Справочник по холодной штамповке - Л; Машиностроение, 1979 с . 497 табл. 215, с. 500, рис. 398 (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ ШТАМПУЕМОСТИ

ЛИСТОВОГО МЕТАЛЛА ПРИ ОБТЯЖКЕ (57) Использование, холодная штамповка, исследовательские работы по изучению пластических свойств металлов. Сущность изобретения: испытанию подвергают неИзобретение относится к холодной штамповке из металлов различных уровней прочности и может быть использовано в исследовательских работах при изучении пластического течения металла в очаге деформации.

Цель-изобретения — более полное выявление способности листового металла к обтяжке.

Изобретение поясняется фигурами 1-9.

На фиг. 1 изображена экспериментальная оснастка для исследований в начале хода, общий вид в разрезе-то же, в конце рабочего хода; на фиг. 2 — зависимость относительной глубины гибки Й от относительного утонения

S (/) для стали 08 ЮП при,и = 0,05, О = 90, на фиг. 3 — зависимость относительной глубины гибки Й от относительного утонения S (%) для стали 08 ЮП при,и =0.2, 0 =900; на фиг. 4- распределение сил трения при обтяжке на радиусах пуансона 1; 2; 2,5; и 3 мм в тангенциальном; на фиг, 5 — то же и в про„„. Ж „„1796317. А1 (si)s В 21 D 22/20, G 01 N 3/28 сколько партий прямоугольных образцов.

На образцы наносят рельефные метки с базой 0,6 мм, Обтяжку образцов проводят по пуансонам с различными радиусами, при этом обтяжку образцов из одной партии ведут по пуансону одного размера, Вначале обтягивают контрольный образец до разрушения и индикатором часового типа определяют предельную высоту обтяжки, а по разности расстояний между метками до и после нагружения определяют предельную деформацию. Обтяжку следующих образцов ведут при ходе пуансона, близком к предельному, Для уменьшения трения между образцом и пуансоном размещают полиэти-. леновую прокладку. 1 з.п. ф-лы, 9 ил. дольном направлениях; на фиг. 6 — при радиусах пуансона 5 и 6 мм; на фиг. 7 — образец деформированный при R = 5 мм,,и = 0,2; на фиг. 8- образец деформированный при R = 2 мм,,и = 0,2; на фиг. 9— образец деформированный при R = 6 мм,,и = 0,05.

На фиг. 1 — 9 показаны неподвижная матрица 1; прижим 2; пуансоны с радиусом 1 — 6 мм в зоне перехода сопрягаемых плоско- стей (а = 90 ) — 3; заготовка 4 укладывается между матрицей и прижимом; между пуансоном и образцом помещается эластичная прокладка 5, которая снижает влияние контактного трения; кривая штампуемости для пуансона R = 1 мм — 6, R = 2 мм-7, R = 2,5 мм — 8, R = 3 мм-9, R = 5 мм — 10, R = 6 мм-11; граница возможного использования процесса 12, сплошные линии — процесс без локализации утонения, штриковые — с локализацией.

1796317

Способ осуществляют следующим образом.

Из испытуемого листового металла изготавливают партию плоских образцов прямоугольной формы в направлении вдоль, поперек и под углом 45 к направленйю прокатки. На наружную поверхность образца при изгибе предварительно методом накатывания типографской краской, наносят делительную сетку (исследователь сам в зависимости от размеров детали или участков, которые проходят испытания, назначает диаметр окружной сетки), в предлагаемой схеме формаобраэованил измерения делительной сетки будут проводится в зонах изгиба с радиусами 1..;б мм, поэтому размеры ячейки делительной сетки будут О,б мм. Испытания на предельное формоизменение проводили на машине MTJl — 10Г (машина для технологических свойств листового материала), При визуальном обнаружении локализации деформаций (сосредоточенногб утонения) или трещины на наружной поверхности образца испытания прекращают, уточняют ход пуансона (для этого применяется индикатор часового типа с ценой деления 0,01 мм), их появление и при близком (меньшем) к этому значени!о хода завершают испытания. Каждым пуансоном деформировали 7-9 образцов одного материала и одного направления прокатки. Из них пять образцов деформировали при ходе пуансона близком к значению локализации деформации (для построения кривой штампуемости фиг. 2-3), Проводились экспериментальные исследования пяти марок сталей; 08 ЮП, 08 Ю ОСВ, 08 ГСЮФ, 03

ХГЮ, 08 КП, Причем, материалы 03 ХГЮ, 08

Ю 0СВ, 08 tOll деформировали при коэффициенте трения между пуансоном и заготовкой p = 0,05, а материалы 08 ЮП, 08

ГСЮЭ, 08 КП при и = 0,2. Линию гиба располагали относительно направленил проод уг ам 045, 900, отформованных образцах измерялись следующие параметры (в миллиметрах): — глубина гибки Н; — толщина материала в месте локализации утонения S1; — толщина материала охало места локализации утоненил S;

- размеры делительной сетки А1 в тангенциальном направлении и В1 в аксиальном месте локализации утоненил и А и В около; — длина изогнутой части заготовки L.

Размеры делительной сетки и утонения определялись в одном и том же месте. Для

25 обработки экспериментальных данных бь!ла составлена программа на языке "Бейсик" для персонального компьютера IBM

"Commodor". Вывод данных был организован в таблицы, В результате обработки экспериментальных данных были получены предельные значения глубины гибки Fl

=Н1 О, утонения S Sp — S/Spy,1 00%, и логарифмической деформации Е1 (табл. 1-2), в случае формообразования пуансонами с радиусами 1; 2; 2,5; 3; 5 и 6 мм, образцов вырезанных пад углом О, 45, 90 к направлению прокатки. Как видно из кривой предельной штампуемости (фиг. 2 — 3) для стали 08

ЮП при,и =0,05увеличение радиуса пуансона приводит к увеличению глубины гибки.

При,и = 0,2 увеличение радиуса с R = 3 мм приводит к увеличению глубины гибки Н, а при R = 5 мм происходит некоторое сниже- ние Н, Линия 12 показывает границу возможного использования процесса.

Например для радиуса пуансона R = б мм область возможного использования процесса лежит ниже линии 11 и левее линии 12.

Штриховые линии показывают образование локализации утонения, Изменение величины радиуса пуансона и наличие прямолинейного участка MN на пуансоне приводят к различному распределению сил трения

30 (фиг. 4-6). Так при радиусах пуансона 5 и 6 мм максимальные силы трения (контактное давление) наблюдается в точках О, N, N .. !

Зто приводит к тому, что локализация деформации (утонения) происходит на участке

MN u M N (фиг. 7). Размеры свободных участков (ниже точек N и N!) невелики, поэтому локализация деформации на этих участках не происходит. Силы трения при обтяжке распределены неравномерно не только в

40 тангенциальном, но и в продольном направлении, при,и = 0,2 и радиусах пуансона 1;

2; 2,5; 3 мм там, где наибольшие силы трения, разрушение не наблюдалось, а оно происходило на кромке заготовки, где трение

4-> имеет меньшую величину (фиг. 8). Кроме того, разрушение на кромке заготовки (в рай. оне биссектрисы угла изгиба) обусловлено и влиянием изгибных напряжений и деформаций. При,и =0,05локализация деформации происходит на биссектрисе угла в серединной части заготовки (в продольном направлении, фиг. 9) для всех радиусов пуансона.

Сравнение экспериментальных данных для материала 08 ЮГ1 при,и = 0,05 и ,и = 0;2 показало, что предельные вазможности процесса при малом трении выше, чем при большем, т.е. увеличение значения коэффициента и уменьшает предельные возможности обтяжки. При расположении

1796317

Таблица 1

Предельные значения глубины гибки Й, утонения металла S (Д) и логарифмической деформации Е для стали 08 ЮП при,и =0,05; $О=0,7мм гиба перпендикулярно направлению прокатки (О = 90) предельные возможности процесса выше, т,е. глубина гибки больше, чем при 0 = Оо, По полученным данным конструктор при проектировании деталей сможет выбрать оптимальный материал и геометрические параметры детали, а технолог наиболее верно разработать технологический процесс, а также позволит уменьшить время проектирования технологических процессов, изготовления и наладки штамповой оснастки, т.к, будут указаны обоснованные радиусные участки и глубина гибки. При штамповке будет иметь место снижение брака.

Формула изобретения

1. Способ оценки штампуемости листового металла при обтяжке, заключающийся в том, что зажатый с двух противоположных сторон прямоугольной образец обтягивают по пуансону с цилиндрической поверхностью до разрушения, определяют предельную высоту обтяжки и предельную деформацию, отличающийся тем, что. с целью наиболее полного выявления способности металла к обтяжке, испытанию подвергают

5 несколько партий образцов, перед испытанием на образцы наносят рельефные метки с базой 0,6 мм, обтяжку образцов проводят по пуансонам с различными радиусами, при этом обтяжку образцов из одной партии ве10 дут по пуансону одного размера в следующей последовательности: вначале обтягивают контрольный образец и индикатором часового типа определяют предельную Высоту обтяжки, а по разности

15 расстояний между метками до и после нагружения — предельную деформацию, а обтяжку следующих образцов ведут при ходе пуансона, близким к предельному, 2. Способ по и. 1, отличающийся

20 тем, что для уменьшения трения, между пуансоном и образцом размещают полиэтиленовую прокладку.

1796317

Для стали 08 ЮП при p = О,; So = 0,7 мм

ТабЛица 2

О, C, О, О, H

0,4

0,3

0,2

0,I

20

1796317

1796317

1796317, ь

1 ч, 1 . д

1, ч. P qq..Ь, Редактор

Заказ 514 Тираж Подписное

ННИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьгиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

-.4

Составитель ВЛаврав

Техред M.Ìîðãåí Tàë Корректор С.Патрушева