RO125367B1 - METODA Șl INSTALAȚIE DE DETERMINARE A PRELUCRABILITĂȚII PRIN DEFORMARE PLASTICĂ A UNOR TABLE DE AMBUTISARE - Google Patents

Description

Invenția se referă la o metodă și la o instalație pentru evaluarea prelucrabilității prin deformare plastică a tablelor subțiri.

Evaluarea prelucrabilității prin deformare plastică a tablelor subțiri este o acțiune ce se realizează în cadrul mai multor teste nestandardizate, dar cunoscute prin intermediul benchmark-urilor realizate în cooperare între institute de cercetare, întreprinderi și universități. în cadrul prezentei invenții, prelucrabilitatea semnifică capacitatea materialului de a produce defecte precum revenirea elastică și cutarea, după ambutisare. Pentru a caracteriza revenirea elastică, este cunoscut testul de îndoire în formă de U, a cărui geometrie a fost propusă la Conferința NUMISHEET 1993, precum și teste cu epruvete mari, precum S-rail, (NUMISHEET 2005).

- în lucrarea: Study on the influence of work-hardening modeling in springback prediction de M.C.Oliveiraetal., (International Journal of Plasticity 23, (2007) pp. 516-543), se prezintă o metodă de ameliorare a prelucrabilității prin deformare plastică a unor table de ambutisare, constând în determinarea unor parametri de predicție a revenirii elastice și de simulare a procesului de ambutisare precum: forța de presare, coeficientul de frecare, forța de reținere, și prin măsurarea abaterilor de deformare elastică după ambutisare, cu măsurarea unor unghiuri de arcuire elastică Θ1, Θ2 și a razei de curbură p aîndoiturii, pentru corectarea parametrilor de ambutisare.

De asemenea, în lucrarea: Springback Prediction on SlitRing Test, de Xiao Ming Chen et al., (AIP Conf. Proc., CP778 Voi. A, Numisheet 2005, pp. 222-226), se prezintă o metodă de ameliorare a prelucrabilității prin deformare plastică a unor table de ambutisare constând în determinarea unor parametri de predicție a revenirii elastice și de simulare a procesului de ambutisare, precum: forța de presare, coeficientul de frecare, forța de reținere, ambutisare conformă simulării și măsurarea abaterilor de deformare elastică după ambutisare, pentru corectarea parametrilor de realizare a ambutisării.

Dezavantajul acestor teste este caracterizarea revenirii elastice bidimensionale, reprezentând unghiurile de deschidere ale unei epruvete dreptunghiulare supuse îndoirii în U. în plus, suprapunerea cu efectele de cutare ale materialului nu este prezentă, în schemele propuse, fapt ce conduce la o caracterizare sumară a comportării tablelor metalice la prelucrarea prin deformare plastică la rece. în plus, îndoirea aduce solicitări care sunt sub valorile solicitărilor reale din fabricația pieselor complexe, cum ar fi în cazul ambutisării.

Documentul RO 57187 prezintă un dispozitiv de determinare a prelucrabilității unor table de ambutisare prin măsurarea tensometrică a forțelor de reținere și de ambutisare, format din ansamblu cu poanson de ambutisare și bucșă elastică prevăzută cu traductoare tensometrice rezistive de măsurare a forței de presare și un ansamblu inferior cu placă de bază, o placă de ambutisare pe care se plasează semifabricatul, un inel cu rol de placă de reținere a semifabricatului acționat prin intermediul unor elemente elastice cu traductoare tensometrice rezistive, pentru determinarea forței de reținere a semifabricatului și un inel profilat ce completează acțiunea poansonului, iar documentul DE 102006018809 prezintă un dispozitiv de ambutisare cu poanson tronconic și placă activă cu profil interior tronconic și cu o placă de reținere.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în stabilirea unui set de date de determinare a prelucrabilității prin deformare plastică a unor table, obținute după ambutisare conformă parametrilor de simulare a procesului, care să permită stabilirea cât mai precisă a abaterii deformării de la forma dorită și să asigure, pentru un lot de piese, un nivel ridicat al preciziei dimensionale și, respectiv, în prevederea unei instalații de determinare a prelucrabilității prin deformare plastică a unor table de ambutisare, cu mijloace de favorizare a fenomenelor măsurabile specifice revenirii elastice și de măsurare precisă și fiabilă a forței de reținere a semifabricatului în timpul ambutisării.

RO 125367 Β1

Metoda de investigare a prelucrabilității prin deformare plastică la rece a tablelor 1 subțiri, conform invenției, rezolvă această problemă tehnică, prin aceea că este realizată prin determinarea unor parametri de predicție a revenirii elastice și de simulare a procesului de 3 ambutisare precum: forța de presare, coeficientul de frecare, forța de reținere, urmată de ambutisare conformă simulării și măsurarea abaterilor de deformare elastică după ambu- 5 tisare, cu măsurarea după ambutisare, pentru corectarea parametrilor de realizare a ambutisării, a unor unghiuri de arcuire elastică θ_υ θ₂ și a razei de curbură p a îndoiturii, precum 7 și numărul de cute obținute pe lungimea laturii mari a epruvetei și înălțimea cutării.

Instalația de determinare a prelucrabilității prin deformare plastică a unor table de 9 ambutisare, conform invenției, rezolvă problema tehnică menționată, prin aceea că este prevăzută cu un poanson de ambutisare fixat într-un port-poanson și un ansamblu inferior 11 cu o placă de ambutisare pe care se plasează semifabricatul și o placă de reținere a semifabricatului, cu traductoare tensometrice de tip inductiv, de determinare a forței de reținere a 13 semifabricatului, poansonul utilizat fiind tronconic cu o conicitate de 15°, ce favorizează apariția combinată a revenirii elastice tridimensionale și a fenomenelor de cutare pe lungimea 15 laturii mari a epruvetei.

Metoda și instalația de determinare a prelucrabilității prin deformare plastică a unor 17 table de ambutisare, conform invenției, prezintă avantajul că permit determinarea sensibilității materialelor de tip tablă metalică subțire la revenire elastică și la cutare, în condiții de 19 solicitări echivalente unei ambutisări, ceea ce permite stabilirea mai precisă a abaterii deformării semifabricatului de la forma dorită și asigurarea, prin intermediul instalației 21 specifice, a unui nivel ridicat al preciziei dimensionale pentru lotul de piese produse conform invenției. 23

Invenția este prezentată pe larg, în continuare, în legătură și cu fig. 1 și 2, care reprezintă: 25

- fig. 1, prezentare în formă expandată a instalației de aplicare a metodei conform invenției; 27

- fig. 2, schema de funcționare a instalației conform invenției.

Conform invenției, metoda de investigare a prelucrabilității prin deformare plastică la 29 rece a tablelor subțiri este realizată prin monitorizarea sensibilității influenței parametrilor de material, a parametrilor de proces (forța de reținere, viteza de deformare) asupra revenirii 31 elastice și a cutării probelor obținute. Metoda implică determinarea unor parametri de predicție a revenirii elastice și de simulare a procesului de ambutisare precum: forța de 33 presare, coeficientul de frecare, forța de reținere, urmată de o fază de ambutisare conformă simulării și măsurarea abaterilor de deformare elastică după ambutisare, cu măsurarea după 35 ambutisare, pentru corectarea parametrilor de realizare a ambutisării, a unor unghiuri de arcuire elastică θ_υ θ₂ și a razei de curbură p a îndoiturii, precum și numărul de cute obținute 37 pe lungimea laturii mari a epruvetei δ și înălțimea cutării.

Epruveta are formă dreptunghiulară cu lățimea între 25 și 60 mm. Echipamentul de 39 realizare a acestei încercări de ambutisare a unei epruvete dreptunghiulare este format dintr-un dispozitiv de deformare, format dintr-un poanson 7, fixat prin filetare într-un 41 port-poanson 5, care asigură prinderea de partea mobilă a presei prin intermediul unui distanțier 3 și al unui platan 2. Forma poansonului 7 este tronconică, având o conicitate de 43 15°. Semifabricatul, numit epruvetă 10, este poziționat prin intermediul unor știfturi de poziționare pe placa activă 11. Placa de reținere 8 este ghidată față de placa activă 11 prin 45 intermediul unor prezoane 4. Exercitarea presiunii de reținere pe flanșa epruvetei se face prin strângerea șuruburilor ce pătrund prin placa de reținere 8. Placa de reținere 8 este 47

RO 125367 Β1 prevăzută cu două traductoare inductive 9, prin intermediul cărora se măsoară forța cu care operatorul strânge șuruburile ce asigură presiunea plăcii de reținere 8 pe epruveta 10. Acesta este sistemul prin care forța de reținere este controlată, făcând posibilă reglarea acesteia la diferite valori la care să se studieze influența acesteia asupra revenirii elastice și a cutării.

Placa activă 11 are forma tronconică, cu aceeași conicitate ca și poansonul 7 și este fixată pe masa unei prese de 20 tf, prin intermediul unor - distanțieri 12,13. Port-poansonul 5 este fixat de partea mobilă a presei prin intermediul unortiranți cu șuruburi 4, astfel încât să permită interpunerea unui traductor de compresiune 1 între port-poanson și partea mobilă a presei. Astfel, se înregistrează presiunea exercitată pe poanson asupra epruvetei, în funcție de timp și de deplasare.

Traductoarele 1 și 9 sunt conectate la un dispozitiv de înregistrare și preluare a datelor pe calculator.

Schema de funcționare:

în fig. 2 este prezentată schema de funcționare a echipamentului. Ansamblul poanson B coboară la acționarea pupitrului de comandă al presei. Cursa de la poziția I la II, cu distanța parcursă ‘a’, este cursa de apropiere și de punere în contact a poansonului cu epruveta. Deplasarea poansonului 7 este oprită prin acționarea pupitrului de comandă. în acest moment se strâng șuruburile de presiune ale plăcii de reținere 8, până când forța de reținere indicată de înregistrator este corespunzătoare valorii proiectate. în acest moment, se pune din nou în mișcare poansonul 7, care execută coborârea și deformarea epruvetei 10 între ansamblul poanson B și ansamblul placă activă D. Epruveta 10 este reținută pe flanșă cu forța de reținere proiectată pentru experiment. Cursa se execută între punctele II și III, pe distanța b. La terminarea cursei de 45 mm, un limitator montat pe ghidajul de coborâre al poansonului 7 oprește instantaneu coborârea poansonului, declanșând urcarea acestuia de la punctul III la IV. în acest moment, deplasarea poansonului este oprită. Șuruburile de presiune, ce strâng placa de reținere 8, sunt eliberate, astfel încât la repornirea presei, poansonul 7 continuă să realizeze cursa de retragere. Aceasta se face de la punctul IV la V, pe distanța d. în acest punct superior, poansonul 7 se oprește. Proba deformată este eliberată din placa activă 8 și este supusă măsurării cu un sistem de digitizare a profilului. Astfel, se măsoară parametrii revenirii elastice tridimensionale Θ1, Θ2, raza de curbură p și numărul de cute obținute pe lungimea laturii mari a epruvetei, δ, corespunzătoare lățimii de epruvetă utilizată.

Avantajele utilizării acestui echipament și a acestei metode derivă din robustețea încercării, interschimbabilitatea poansonului care este filetat în port-poanson și poate fi conceput pentru diferite dimensiuni. Prin faptul că placa activă are tot forma tronconică cu aceeași conicitate ca și poansonul, nu limitează grosimea tablelor încercate, neexistând un joc fix între poanson și placa activă, ca în cazul matrițelor de ambutisare sau îndoire clasice. Prin măsurarea prealabilă a deformabilități unor epruvete din tablele ce vor fi supuse ambutisării în cadrul pieselor complexe de dimensiuni mari, se obțin informații preliminare asupra sensibilității pe care materialul o manifestă la variații mici ale parametrilor ce influențează defecte precum revenirea elastică și cutarea.

Rezultatele obținute în urma măsurătorilor pot fi utilizate în antrenarea rețelelor neuronale, pentru a scădea numărul încercărilor preliminare lansării unor noi produse și a unor noi materiale, pot genera metode de compensare a revenirii elastice online, neimplicând modificări tehnologice, ci doar cunoașterea compatibilității la deformabilitate. Astfel, costurile

RO 125367 Β1 tehnologice scad, numărul rebuturilor se reduce și se pot realiza ansamble de piese care au 1 revenire elastică individuală inacceptabilă, dar care prin compensare în timpul asamblării, toleranțele ansamblului se înscriu în toleranțele admisibile. 3

Avantajul utilizării acestei metode și a acestui echipament este de a putea prezice sensibilitatea materialelor de tip tablă metalice subțire la comportarea la revenire elastică și 5 la cutare, în condiții de solicitări echivalente unei ambutisări.

Claims (2)

1. Metodă de determinare a prelucrabilității prin deformare plastică a unor table de ambutisare, realizată prin determinarea unor parametri de predicție a revenirii elastice și de simulare a procesului de ambutisare precum: forța de presare, coeficientul de frecare, forța de reținere, urmată de ambutisare conformă simulării și măsurarea abaterilor de deformare elastică după ambutisare, cu măsurarea unor unghiuri de arcuire elastică Θ1, Θ2 și a razei de curbură p a îndoiturii, pentru corectarea parametrilor de realizare a ambutisării, caracterizată prin aceea că, pentru corectarea parametrilor de realizare a ambutisării, este determinat după ambutisare și numărul de cute obținute pe lungimea laturii mari a epruvetei, precum și înălțimea cutării.

2. Instalație de determinare a prelucrabilității prin deformare plastică a unor table de ambutisare, prevăzută cu un poanson de ambutisare fixat într-un port-poanson și un ansamblu inferior cu o placă de ambutisare pe care se plasează semifabricatul și o placă de reținere a semifabricatului, cu traductoare tensometrice de determinare a forței de reținere a semifabricatului, caracterizată prin aceea că poansonul utilizat este tronconic cu o conicitate de 15°, ce favorizează apariția combinată a revenirii elastice tridimensionale și a fenomenelor de cutare pe lungimea laturii mari a epruvetei, iar traductoarele tensometrice utilizate pentru determinarea forței de reținere a semifabricatului sunt de tip inductiv.