DE2714195A1

DE2714195A1 - Nockenplastometer

Info

Publication number: DE2714195A1
Application number: DE19772714195
Authority: DE
Inventors: Jan Dipl Ing Fuxa
Original assignee: VYZK USTAV HUTNICTVI ZELEZA
Current assignee: VYZK USTAV HUTNICTVI ZELEZA
Priority date: 1976-04-02
Filing date: 1977-03-30
Publication date: 1977-10-13
Also published as: CS191003B1; US4109516A; FR2360879B3; FR2360879A1; GB1531655A; PL107941B1; DD130806A1

Description

195

V£zkumn& üstav hutnictvi zeleza, drelova organ.izace Dobra

Nockenplastometei*

Die Erfindung betrifft einen Nockenplastoineter, der es ermöglicht die Zeiten der Deformationsunterbrocbungen bei mehrmaliger Deformation des Probestückes ssu wählen·

Der Plaatometer simuliert die Bedingungen, in den sich das deformierte Material wahrend des Fertigungaprozesses befindet, insbesondere für die Stauchprobe des Probestückes, kann jedoch gleichzeitig auch für die Torsionsprobe des Probestückes angepasst werden»

Die bisher bekannten Plastometer erlauben es nicht, den Fertigungsprozess der Umformung zu simulieren, da sie es nicht ermöglichen, die Verlaufe des Deformationen, Deformationsgeschwindigkeiten, Temperaturen, ^pannungszustände und Zeiten der Deformationsunterbrechungen einzuhalten.

70984 1/0870

27U195

Aus diesen Gründen iat es schwierig, die Kennziffern der Materiaie, wie Umformwiderstand, Formbarkeit und Grenzumformungen zu bestimmen» insbesondere bei der Warm umformung. Bekannte Bauarten von Plastoroetern sind aufgebaut entweder am Prinzip der Steuerung der Bewegung eines hydraulischen Zylinders» dessen mit einer Backe mechanisch verbundene Kolbenstange das Probestück deformiert - auf diesem Prinzip arbeiten die hydraulischen Zerreissiaaschinen · oder es wird die Deformation durch einen sich drehenden Nocken erzeugt, welcher eine Rolle wegdrückt, die mechanisch mit der das Probestück deformierenden Backe verbunden ist. Auf diesem Prinzip sind die Nockenplastometer aufgebaut.

Die hydraulischen Zerreissmaschinen erreichen nicht einen genügend breiten Bereich von Umformgeschwindigkeiten, was insbesondere für Versuche in warmem Zustand deutlich einschränkend ist; es können nicht in voller Breite die Erscheinungen der Verfestigung, Rekrietallisation usw. erfasst werden. Dadurch werden ziemlich unvollständige Umformungskennziffern erhalten.

Die Nockenplastometer ermöglichen es, einen breiten Bereich von Umformgeschwindigkeiten zu erreichen, aber man erzielt mit ihnen nur schwierig eine mehrmalige Deforme· tion dee Probestückes und es können nicht die Umforrageschwindigkeiten mit den Zeiten der Deformationsunterbrechungen in Einklang gebracht werden. Das wieder schrankt die Simulierung des Fertigungsprozesses für eine verlässliche Bestimmung der Kennziffern der geprüften Materiaie ein.

709841 /0870

27U195

Die erwähnten Nachteile werden in bedeutendem Umfang durch den erfindungsgemassen Pias tome t er beseitigt» dessen.· Wesen darin liegt, dass er von einer Scheibe gebildet ist, die mit wenigstens zwei fest angebrachten Nocken und einer Welle versehen ist, die mit einem mit einem Antrieb verbundenen hydraulischen Druckübersetzei' gekuppelt ist, wobei die Scheibe durch eine Verbindung zwischen Nocken und Rolle an einen mit einer Backe versehenen Abnahmetaster angeechloeeon ist. Dass Wesen der Erfindung liegt weiter darin, dass die Scheibe mit einer mit der Torsionsbacke einer Torsionsvorrichtung versehenen Welle verbunden ist. Zum Wesen der Erfindung gehört auch, dass der Nockenplastometer mit einer Vorrichtung zur Regulierung der Umdrehungen des Hydromotors ausgestaltet ist, welche Vorrichtung von einer Regelpumpe und einem Verteilengebildet ist.

An dem Plastometer gemäss der Erfindung ist es möglich, durch Anlauf, Drehung, Bremsung und Reversieren der Scheibe mit Nocken an dem Probestuck fur die Stauchprobe die gewählte Zeit der Deformationsunterbrechungen zu erreichen, mehrere Deformationen mit allgemein wahlbaren Verläufen der Deformationen and Umformgeschwindigkeiten (durch Form des Nocken und entsprechende Winkelgeschwindigkeiten der Drehung der Scheibe) ausführen und einen breiten Bereich der Wahl der Umformgeschwindigkeiten einzuhalten* Der Anschluss der Torsionsvorrichtung an die Welle der Scheibe ist deshalb vorteilhaft, weil Kosten für den Antrieb des Torsioneplastometers gespart und die Möglichkeiten der Verwendung

709841/0870

27U195

- J^ · dem

des erfindungagemässen Plastometers auf Gebiet der Simulierung der ^pannungasuatände erweitert werden.

Ein Auaführungabeispiel dee Plastometera gemäss der Erfindung ist schematisch in der beiliegenden Zeichnung dargestellt, wo in ^ig. 1 das kinematische Schema des Nockenpia st ometers und in Fig· 2 ein Teilschnitt in der durch die Scheibe mit Nocken und Abnahmetaster geführten Ebene E-E aus Fig. 1 gezeigt sind.

Der Nockenplastometer gemäas der Erfindung besteht aus einem Stauchteil A, hydraulischem Druckübersetzer©, Antrieb C und Torsionsvorrichtung D»

Der Stauchteil A besteht aus einer in Lagern 14 laufenden Welle 22, die fest mit einer Scheibe 10 verbunder ist, an deren Umfang fest und dabei auswechselbar Nocken angeordnet sind, welche durch Abrollen einen Abnahmetaster 12 wegdrücken. Sie geradelinige Ax Bewegung dos Abnahme· tasters 12, der durch eine Backe 15 endet, ist durch ein Führungsstuck 13 begrenzt.

In der Backe 15 und einer BiessbHckö 19 ißt ein Umformungs· geber 18 eingebaut, zwischen die Backe 15 und die Measbacke 19 ist ein Aufnehmer 16 eingelegt, in dem das Probestück für die Stauchprobe liegt. In der Measbacke 19 ist ein Umformkraftgeber 20 eingebaut, der fest mit einer Stüt§ verbunden ist.

Der hydraulische Druckübersetzer B ist von einer Regelpumpe 4 gebildet, welche über einen Dreiwegverteiler 5 mit einem Hydromotor 7 in Verbindung steht, dessen durchlaufende Welle kleineren Durchmessers fest mit einer Kodierscheibe

7098A1 /0870

ORIGINAL INSPECTED

27U195 • C-

verbunden ist. Die Regelpumpe 4 und der Hydromotor· 7 sind mit Sieberunge«· und Füllkreisläufen 6 ausgerüstet»

Der Antrieb C enthält einen Motor 1, der fest mit einem Schwungrad 2 verbunden ist, dessen Umfang /,um Andrücken einer durch einen Hydraulikzylinder 9 betätigten Bremse 3 vorgesehen ist.

Die Torsionsvorrichtung D besteht aus einer Torsionsbacke 23» in welcher fest, jedoch auswechselbar ein» Klemme 24 eingebaut ist, welche fest mit einem Ende des Probestückes verbunden ist, dessen anderes Ende fest mit einer weiteren Klemme 24 verbunden ist, die fest,aber auswechselbar in der Torsionsmessbacke 26 angebracht ist, deren bewegung durch einen Rahmen 7 begrenzt ist.

Der Stauchteil A ist durch die Welle 22 fest mit dem Hydromotor 7 des hydraulischen Druckübersetzers B und mit der Torsionsbacke 23 der Torsionsvorrichtung D verhunden. Der Antrieb C ist starr mit der Welle der Hegelpumpe 4 des hydraulischen Druckübersetzers B verbunden*

Der hydraulische Druckübersetzer B erlaubt einen

ein schnellen Anlauf, Stillsetzen bzw. Reversieren der Scheibe 1Oi die Regelpumpe 4 des hydraulischen Druckübersetzers B erlaubt es, in breitein Bereich die Winkelgeschwindigkeit der Drehung der Scheibe 10 einzustellen· somit im Bezug auf die Form der Nocken 11 in breitem Bereich die fortschreitende Geschwindigkeit des Abnahmetasters 12 id. wählen und dadurch einen breiten Bereich von Umformgeschwindigkeiten beim Stauchen des Probestückes 17 zu erreichen. Die veränderlichen vorwählbaren üeformationsunterbrechungen werden durch

709841/0870

27U195 Λ-

Steuerung der Drehung der Scheibe 10 erzielt und zwar durch schnelles Abbremsen der Scheibe 10 nach erfolgter Deformation und Anlauf der Scheibe 10 zur weiteren Deformation nach Ablauf der gewählten Zeit. Bei höheren Umformgeechwindigkeiten, d«aa*rtu>here. Winkelgeschwindigkeit en der Drehung der Scheibe 10 und somit auch grosaere Winkel fur den Anlauf odor das Abbremsen der Scheibe 10 entsprechen, werden veränderliche wahlbare Zeiten der Deformationsunterbrechungen durch schnelles Bremsen der Scheibe 10, nachfolgendes Reversieren, Bremsen bei Ruckdrehung der Scheibe 10 und Anlauf bis sum Singriff des entsprechenden Nockens 11 mit dem Ahnahmetester nach Ablauf der gewählten Zeit erreicht. Impulse für die Steuerung der Bewegung der Scheibe 10 werden durch Vergleich der Lage der Kodierscheibe 8 mit den vorgegebenen Werten der Lagen und durch Vergleich der realen Zeit vom Beginn der Messung an mit den vorgewählten Zeiten der Deformations-Unterbrechungen erhalten. Auf diese Weise wird der Verlauf der Deformationen, Umformgeschwindigkeiten, und die Zeiten der Deformationsunterbrechungen des Umformprozesses am Probestück 17 beim Stauchen simuliert. Die verlangte Temperatur des Probestückes 17 wird erreicht, indem das Probestuck 17 mit dem Aufnehmer 16 selbständig im Ofen erhitzt wird; vor der Messung wird es in dem Aufnehmer 16 zwischen die Backe 15 und die Messbacke 19 eingelegt«.

Dasselbe Prinzip der Steuerung der Bewegung der Scheibe 10 wie fur das Stauchen wird auch bei l'oraionsproben verwandet» Die verlangte Deformation des Probestuckes 25 wird

709841 /0870

Il U 195

in diesen* Falle durch eine entsprechende Anzahl von Umdrehungen der Torsionsbacke 23 gegenüber der Torsionsmessbacke 26 erreicht, deren Drehung der Rahmen 27 verhindert. Die Uniformgeschwindigkeit wird erreicht durch die Wahl einer entsprechenden winkelgeechwindi#koit dor Drehung der Torsionsbacke 231 die Deformationsunterbrechu/ißen werden durch Abbremsen der Drehbewegung der Toreionabacke 23 also durch Abbremsen der Scheibe 10, erreicht«

Ob es während der Steuerung der Bewegung der Scheibe zum Anlauf, Drehung mit konstanter winkelgeschwindigkeit, Bremsen oder Reversieren kommt, hängt von der jeweiligen Stellung des Verteilers 5 ab sowie davon, ob die Scheibe in der Zeit der Verstellung des Verteilers 5 in Huhe ist oder in welchem Sinne sie sich dreht. Pie Erhitzung des Probestuckes 25 bei der Torsionsprobe kann wie bei der Stauchprobe erfolgen, bzw. durch Induktion oder indirekt durch elektrischen Strom und dgl.

Der Nockenplastometer gemäss der Erfindung erlaubt es, bedeutend genauer den Fertigungsprozess am Probestück des Materials dadurch zu simulieren, dass er es ermöglicht, genauer die Deformationszunahmen und die Umformgeschwindigkeit zunahm en einzuhalten und ermöglicht es gleichzeitig, die Deformationssjunterbrechungen auch an Stauchproben einzuhalten* Durch Anschluss der Torsionsvorrichtung D wird eine Antriebseinheit gespart, welche von dem hydraulischen Druckübersetzer B und Antrieb C gebildet ist und es erweitern sich die Verwendungsmöglichkeiten des ^rfindungsgemassen

709841/0870

ORIGINAL INSPECTED

27U19S •J-

Nockenplastometers um die teilweise Simulierung der ^pannungszustande der Umformungsprozesse. Der Nockenplasto« meter gemäas der Erfindung erlaubt es, Umforjmviderstände, Formbarkeitakennziffern und Grenzumforinungftkennzri ffern für den Projektions~ und Konstruktionsbedarf au erhalten wie es die Energie- und Kraftparametcr der UuiToriiiung sindi sowie für den Bedarf der Physik und Metallurgie_f wie dio Entwicklung neuer Materiale Materialprüfung, Forschung dor Erscheinungen! der Verfest igung» Entfestigung, Ji<*kryata]liza· tion bzw# Diffusion, Kornwachstum und dgl.

709841/0870

L e e r s e i \ e

Claims

27U195 Patentansprüche

1.) Nockenplastometer, dadurch ^kennzeichnet, doaa er von einer mit wenigstens zwei fest angebauten Nocken (il) versehenen Scheibe (10) und einer WeVIe (22) gebildet ist, die mit einem hydraulischen Druckübersetzer (B) gekuppelt ist, der mit einem Antrieb (C) verbunden ist, wobei die Scheibe (10) durch eine Verbindung zwischen Nocken (IJ) und Rolle (28) an einen mit einer Backe (15) versehenen Äbnahmetaster (12) angeschlossen isto

2. Nockenplastometer nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (10) eine welle (22) aufweist, die mit der '-Eorsionsbacke (23) einer Torsionsvorrichtung (D) verbunden ist.

3. Nockenplastometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer Vorrichtung zur Regulierung der Umdrehungen eines Hydromotors (7) versehen ist, der aus einer Regelpumpe (4) und einem Verteiler (5) besteht.

709841/0870

ORIGINAL INSPECTED