PL203955B1 - Sposób określania utraty stateczności oraz tłoczności blachy - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób określania utraty stateczności blachy przeznaczony do lokalizacji odkształceń w postaci bruzdy lub warstwy poślizgu w obszarze odkształcenia podczas tłoczenia blachy. Utrata stateczności, która prowadzi do rozdzielenia materiału w osłabionym miejscu jest zjawiskiem złożonym i może być różnie określana.

Znany z opisu patentowego USA nr 3789657 sposób określania utraty stateczności blachy polega na tym, że na powierzchnię blachy przed tłoczeniem, nanosi się siatkę w postaci symetrycznie rozmieszczonych jednakowych zespołów okręgów, z których każdy zespól składa się, z co najmniej z dwóch okręgów o wspólnym środku. Następnie blachę tłoczy cię i obserwuje odległości pomiędzy okręgami, jeżeli odległości pomiędzy liniami okręgów są większe od dopuszczalnych, określonych doświadczalnie, wówczas blacha utraciła stateczność.

Znany jest też sposób określania utraty stateczności blachy, który polega na tym, że na powierzchnię blachy nanosi się dowolnie rozmieszczone kolorowe punkty, po czym tak oznaczoną blachę tłoczy się i analizuje obraz punktów na powierzchni odkształcanej blachy. Utratę stateczności blachy określa na podstawie wielkości przemieszczeń oraz zmian w obrazie punktów na tłoczonej blasze.

Znany jest również z polskiego opisu patentowego nr 163788, sposób kontroli naprężeniowo-deformowanego stanu ferromagnetyków, stosowany w energetyce do kontroli systemów i urządzeń energetycznych, w przemyśle naftowym i gazowniczym do kontroli rurociągów gazowych i rurociągów nafty oraz w transporcie kolejowym do kontroli szyn. Sposób ten charakteryzuje się tym, że w zamkniętym obwodzie wykorzystuje się magnetosprężyste i magnetomechaniczne efekty powstające pod wpływem roboczych i szczątkowych naprężeń w ciałach namagnesowanych i mierzy się za pomocą znanych przyrządów natężenie pola magnetycznego rozproszenia w dwóch płaszczyznach poziomej i pionowej, i na podstawie maksymalnej wielkości natężenia magnetycznego pola rozproszenia ocenia się maksymalną wielkość naprężeń mechanicznych działających w kierunku mierzonego pola magnetycznego.

Znane sposoby określania momentu utraty stateczności dla procesów tłoczenia blach, najczęściej opierają się na pomiarach siatek koordynacyjnych i nie mogą być one stosowane bez wcześniejszego naniesienia na powierzchnię blachy siatek pomiarowych. Znane są też metody oparte na pomiarach chropowatości można stosować tylko po operacji tłoczenia blachy.

Istota sposobu polega na tym, że tłoczoną blachą ferromagnetyczną umieszcza się czujnik pola magnetycznego i tłoczy się blachę, zaś podczas tłoczenia blachy mierzy się i rejestruje siłę tłoczenia, głębokość tłoczenia i natężenie pola magnetycznego oraz obserwuje się i rejestruje zmiany przyrostu sygnału magnetycznego wywołane odkształceniami plastyczno-sprężystymi tłoczonej blachy. Po ustabilizowaniu się procesu tłoczenia, gdy zmiany przyrostu sygnału magnetycznego są prawie stałe, wówczas wartości, przy których zmiany przyrostu sygnału magnetycznego osiągają wartość maksymalną są miarą stanu utraty stateczności blachy, przy czym podczas tłoczenia zachowuje się stałą odległość pomiędzy czujnikiem i blachą. Następnie na podstawie zmierzonych wartości stanów utraty stateczności badanej blachy, dla co najmniej sześciu różnych kompletów stempla i matrycy, określa się kryterium tłoczności blachy.

Sposób określania utraty stateczności oraz tłoczności blachy pozwala na ciągłe diagnozowanie procesów tłoczenia blach, umożliwiające stałą kontrolę procesu technologicznego, z zastosowaniem pomiarów własności magnetycznych blachy w trakcie procesu tłoczenia. Nowy sposób polegający na tym, że mierzy się niewielkie pola magnetyczne, generowane w trakcie procesu tłoczenia, umożliwia precyzyjną analizę zjawisk zachodzących w materiale blachy, w tym momentu utraty stateczności blachy, z precyzją niespotykaną we wcześniej znanych metodach badawczych. Określanie utraty stateczności blachy poprzez pomiar sygnału magnetycznego, dla różnych stanów odkształcenia od dwuosiowego równomiernego rozciągania do jednoosiowego rozciągania pozwala na wyznaczanie kryterium tłoczności dla danej blachy, wykonanej z materiału ferromagnetycznego. Sposób według wynalazku nie wymaga wstępnego namagnesowania tłoczonej blachy, ze względu na pomiar bardzo małego pola magnetycznego wywołanego obciążeniami sprężysto-plastycznymi materiału ferromagnetycznego (zjawisko Villariego). Jako czujnik pola magnetycznego, korzystnie stosuje się magnetorezystor, charakteryzujący się dużą czułością pomiarową. Tłoczona blacha przed procesem tłoczenia nie wymaga wstępnej obróbki mechanicznej i magnetycznej i użyta jest w stanie dostarczonym przez hutę, dodatkowo może być pokryta środkiem smarującym.

PL 203 955 B1

Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji jest objaśniony w oparciu o rysunek, na którym fig. 1 przedstawia układ do określania utraty stateczności oraz tłoczności blachy, fig. 2 - powiększony fragment układu do określania utraty stateczności oraz tłoczności blachy z widokiem na czujnik pola magnetycznego, a fig. 3 - wykres zmian przyrostu sygnału magnetycznego.

Sposób określania utraty stateczności oraz tłoczności blachy polega na tym, że wybiera się przewidywane niebezpieczne miejsca wyrobu, w którym może nastąpić utrata stateczności blachy ferromagnetycznej, przejawiająca się przewężeniem materiału w postaci lokalnej bruzdy. Następnie pod tłoczoną blachą 1 umieszcza się czujnik pola magnetycznego 2, a stemplem 3 tłoczy się blachę 1. Proces tłoczenia blachy 1 prowadzi się z użyciem stempla 3, matrycy 4 oraz dociskacza 5, który blokuje wypływ materiału. Podczas tłoczenia czujnik 2 utrzymywany jest w stałej odległości od blachy 1 za pomocą dźwigni 6, jednocześnie podczas tłoczenia blachy 1 mierzy się i rejestruje siłę tłoczenia P, głębokość tłoczenia Δ i natężenie pola magnetycznego H. Obserwuje się i rejestruje zmiany przyrostu sygnału magnetycznego H wywołane odkształceniami plastycznymi tłoczonej blachy 1. Wyraźne zmiany sygnału magnetycznego H w pierwszej fazie tłoczenia, w tym wcześniejsze maksimum sygnału 8 wywołane są odwzorowaniem kształtu dna stempla 3. Po ustabilizowaniu się procesu tłoczenia oraz gdy zmiany przyrostu sygnału magnetycznego H są prawie stałe i osiągają wartość maksymalną, wówczas wartości, przy których zmiany przyrostu sygnału magnetycznego H osiągają wartość maksymalną są stanem utraty stateczności blachy 7, przy czym podczas tłoczenia zachowuje się stałą odległość d pomiędzy czujnikiem i blachą. Wartość maksymalna 7 jako punkt utraty stateczności blachy 1, występujący w końcowej fazie procesu tłoczenia, jest poprzedzony fazą równomiernego wzrostu sygnału magnetycznego H w wyniku ciągnienia materiału. Następnie na podstawie zmierzonych wartości stanów utraty stateczności badanej blachy 7, dla co najmniej sześciu różnych kompletów stempla 3 i matrycy 4, określa się kryterium tłoczności blachy 1. Określona takim sposobem zlokalizowana utrata stateczności blachy 7 w postaci lokalnej bruzdy, określa tłoczność blachy 1 dla różnych stanów odkształcenia.

Claims (1)

1. Sposób określania utraty stateczności oraz tłoczności blachy polegający na pomiarze pola magnetycznego, znamienny tym, że pod tłoczoną blachą ferromagnetyczną (1) umieszcza się czujnik pola magnetycznego (2) i tłoczy się blachę (1), zaś podczas tłoczenia blachy mierzy się i rejestruje siłę tłoczenia (P), głębokość tłoczenia (Al) i natężenie pola magnetycznego (H) oraz obserwuje się i rejestruje zmiany przyrostu sygnału magnetycznego (8) wywołane odkształceniami plastyczno-sprężystymi tłoczonej blachy (1), po ustabilizowaniu się procesu tłoczenia, gdy zmiany przyrostu sygnału magnetycznego (H) są prawie stałe, wówczas wartości, przy których zmiany przyrostu sygnału magnetycznego (H) osiągają wartość maksymalną są miarą stanu utraty stateczności blachy (7), przy czym podczas tłoczenia zachowuje się stałą odległość (d) pomiędzy czujnikiem (2) i blachą (1), a następnie na podstawie zmierzonych wartości stanów utraty stateczności badanej blachy (7), dla co najmniej sześciu różnych kompletów stempla (3) i matrycy (4), określa się kryterium tłoczności bla-