RU2463577C2 - Способ определения напряжения трения и коэффициента трения при листовой штамповке - Google Patents

Способ определения напряжения трения и коэффициента трения при листовой штамповке Download PDF

Info

Publication number
RU2463577C2
RU2463577C2 RU2010152079/28A RU2010152079A RU2463577C2 RU 2463577 C2 RU2463577 C2 RU 2463577C2 RU 2010152079/28 A RU2010152079/28 A RU 2010152079/28A RU 2010152079 A RU2010152079 A RU 2010152079A RU 2463577 C2 RU2463577 C2 RU 2463577C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
workpiece
plane
punch
blank
sheet
Prior art date
Application number
RU2010152079/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2010152079A (ru
Inventor
Алексей Николаевич Абрамов (RU)
Алексей Николаевич Абрамов
Владимир Юрьевич Шолом (RU)
Владимир Юрьевич Шолом
Расим Ильдарович Гизатуллин (RU)
Расим Ильдарович Гизатуллин
Валентина Викторовна Никольская (RU)
Валентина Викторовна Никольская
Наталия Владимировна Савельева (RU)
Наталия Владимировна Савельева
Денис Генрихович Тюленев (RU)
Денис Генрихович Тюленев
Дмитрий Федорович Пузырьков (RU)
Дмитрий Федорович Пузырьков
Андрей Владимирович Шолом (RU)
Андрей Владимирович Шолом
Ольга Леонидовна Крамер (RU)
Ольга Леонидовна Крамер
Фанис Назипович Фазлиахметов (RU)
Фанис Назипович Фазлиахметов
Ришат Гаязович Нигматуллин (RU)
Ришат Гаязович Нигматуллин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью ХОЗРАСЧЕТНЫЙ ТВОРЧЕСКИЙ ЦЕНТР УФИМСКОГО АВИАЦИОННОГО ИНСТИТУТА
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью ХОЗРАСЧЕТНЫЙ ТВОРЧЕСКИЙ ЦЕНТР УФИМСКОГО АВИАЦИОННОГО ИНСТИТУТА filed Critical Общество с ограниченной ответственностью ХОЗРАСЧЕТНЫЙ ТВОРЧЕСКИЙ ЦЕНТР УФИМСКОГО АВИАЦИОННОГО ИНСТИТУТА
Priority to RU2010152079/28A priority Critical patent/RU2463577C2/ru
Publication of RU2010152079A publication Critical patent/RU2010152079A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2463577C2 publication Critical patent/RU2463577C2/ru

Links

Images

Landscapes

  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам определения коэффициента трения и напряжения трения при тонколистовой штамповке-вытяжке. Сущность: наносят смазочный материал с обеих сторон листовой заготовки. Зажимают края листовой заготовки с возможностью перемещения в прижиме в процессе вытяжки. Производят вытяжку в одной плоскости прямоугольной листовой заготовки меньшей длины, чтобы концы ее втягивались в процессе под плоскость прижима, регистрируют график зависимости силы деформирования от перемещения пуансона. Производят вытяжку в одной плоскости листовой заготовки большей длины, чтобы концы ее не втягивались в процессе под плоскость прижима. Регистрируют график зависимости силы деформирования от хода пуансона, фиксируют величину хода пуансона, при которой давление под прижимом заготовки меньшей длины было равно давлению под прижимом заготовки большей длины. Определяют напряжение трения между заготовкой и инструментом, и коэффициент трения по формуле. Технический результат: расширение функциональных возможностей способа за счет определения напряжения трения и коэффициента трения при листовой штамповке для различных смазочных материалов. 3 ил.

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам определения коэффициента трения и напряжения трения при тонколистовой штамповке-вытяжке.
Известно устройство для определения напряжения сдвига, содержащее пару, состоящую из разделенных слоем смазки кольцевых элементов, нижний из которых имеет с торца кольцевые буртики по наружной и внутренней кромке, механизм создания осевой нагрузки, движитель создания крутящего момента пары относительно друг друга и средства измерения и регистрации моментов трогания и перемещения с постоянной скоростью при движении взаимодействующих поверхностей относительно друг друга, при этом поверхность верхнего взаимодействующего элемента выполнена кольцевой с заданными размерами и шероховатостью, а нижний элемент содержит нагревающее устройство, где поверхность расположена в углублении, заполненном исследуемым смазочным материалом, и содержит уровень шероховатости, соответствующий шероховатости этого материала в исследуемых условиях давления и температуры [свид. на полезную модель РФ №15402 U1, G01N 3/56, 06.05.2000].
Недостатком данного устройства являются его ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что в схеме не воспроизводится напряженно-деформированное состояние при листовой штамповке.
Известен способ определения эффективности технологической смазки при листовой штамповке, по которому листовую заготовку изготавливают прямоугольной формы, смазывают ее смазкой с обеих сторон, зажимают с возможностью перемещения в прижиме краев заготовки в процессе вытяжки, а центральную часть заготовки вытягивают в одной плоскости в направлении, перпендикулярном плоскости листовой заготовки, строят график зависимости давления вытяжки от глубины вытяжки и определяют величину работы деформирования, по которой судят об эффективности технологической смазки [патент РФ №2327144 C1, G01N 19/02, 07.11.2006].
Недостатком данного способа являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не оценивается величина трения под прижимом.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу (прототипом) является способ определения эффективности смазочных материалов для листовой штамповки, по которому изготавливают листовую заготовку прямоугольной формы, наносят смазочный материал с обеих сторон, зажимают с возможностью перемещения в прижиме краев листовой заготовки в процессе вытяжки, а центральную часть заготовки вытягивают в одной плоскости в направлении, перпендикулярном плоскости листовой заготовки, строят график зависимости давления деформирования от глубины внедрения пуансона, для каждого технологического смазочного материала определяют максимальное давление прижима, при котором отсутствует прирост давления деформирования, соответствующий деформации растяжения по длине заготовки, а по величине давления прижима судят об эффективности смазочного материала: чем больше давление прижима, тем эффективнее смазочный материал [патент РФ №2397475 C1, G01N 19/02, 20.08.2010].
Недостатком данного способа также являются ограниченные функциональные возможности, а именно не определяется численное значение напряжения трения и коэффициента трения для испытуемых смазочных материалов.
Задачей настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей способа за счет определения напряжения трения и коэффициента трения при листовой штамповке для различных смазочных материалов.
Указанная задача достигается тем, что в способе определения параметров трения при листовой штамповке, по которому изготавливают листовую заготовку прямоугольной формы, наносят смазочный материал с обеих сторон, зажимают с возможностью перемещения в прижиме краев листовой заготовки в процессе вытяжки, а центральную часть заготовки вытягивают в одной плоскости в направлении, перпендикулярном плоскости листовой заготовки, строят график зависимости давления деформирования от глубины внедрения пуансона, согласно изобретению производят вытяжку в одной плоскости прямоугольной листовой заготовки меньшей длины, чтобы концы ее втягивались в процессе под плоскость прижима, регистрируют график зависимости силы деформирования от перемещения пуансона, затем производят вытяжку в одной плоскости листовой заготовки большей длины, чтобы концы ее не втягивались в процессе под плоскость прижима, регистрируют график зависимости силы деформирования от хода пуансона, фиксируют величину хода пуансона hп, при которой давление под прижимом заготовки меньшей длины было равно давлению под прижимом заготовки большей длины, затем определяют напряжение трения между заготовкой и инструментом по формуле:
Figure 00000001
где Рд длин - сила деформирования заготовки большей длины при величине хода пуансона hп,
Рд кор - сила деформирования заготовки меньшей длины при величине хода пуансона hп,
Sдлин - площадь заготовки большей длины под прижимом,
Sкор - площадь заготовки меньшей длины под прижимом при величине хода пуансона hп,
а коэффициент трения определяют по формуле:
Figure 00000002
где рнорм кор - давление прижима на заготовку меньшей длины.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 изображена схема испытания на вытяжку полосы, где 1 - пуансон, 2 - прижимное кольцо, 3 - заготовка, 4 - матрица.
На фиг.2 изображены графики зависимости «сила деформирования - ход пуансона» для прямоугольных листовых заготовок, где 5 - график вытяжки заготовки большей длины, 6 - график вытяжки заготовки меньшей длины.
На фиг.3. изображен участок заготовки меньшей длины в момент испытания.
Пример конкретной реализации способа
Испытательная установка, на которой реализуется предлагаемый способ, представляет собой машину для испытаний листового материала на выдавливание ИА 5073-100, в которую вместо механического манометра установлен датчик избыточного давления МИДА ДИ-13П-01 с измерительным диапазоном от 0 до 6 МПа, позволяющий регистрировать давление вытяжки в процессе испытания. Для измерения глубины вытяжки на машину установлен датчик перемещения с измерительным диапазоном от 0 до 25 мм. Датчик давления подключен к измерителю-регулятору микропроцессорному ТРМ 101P, позволяющему принимать сигнал с датчика давления, передавать его на компьютер и графически исследовать процесс вытяжки. Для испытательной машины был разработан и изготовлен комплект инструмента: матрица, пуансон и прижимное кольцо, позволяющий проводить вытяжку листовой заготовки.
Заготовки нарезали вдоль направления прокатки листа, затем обезжиривали. На заготовки наносили смазочный материал и проводили испытание на испытательной установке. Глубина продавливания - 22 мм. Используемый ТСМ - «Росойл-555» на масляной основе.
Размеры заготовок:
- меньшей длины: 85×10×1 мм,
- большей длины: 125×10×1 мм.
1. Провели вытяжку заготовки большей длины при силе прижима Q, равной 20,4 кН, зарегистрировали график Рд=f(hп) (фиг.2.). Давление прижима на заготовку большей длины при этом составило
рнорм длин=Q/Sдлин = 20400/400*10-6=51 МПа.
2. Провели вытяжку заготовки меньшей длины при силе прижима, равной 11,5 кН, зарегистрировали график Рд=f(hп) (фиг.2).
3. Зная координаты двух точек линейной зависимости Sкор=f(hп) (при hп=5 мм, Sкор=Sдлин=400 мм2, а при hп=22 мм, Sкор=60 мм2), получили уравнение линейной зависимости Sкор=f(hп)=-20*hп+500.
4. Получили зависимость:
Figure 00000003
3. По данной зависимости определили, при какой величине хода пуансона hп давление прижима рнормкор на заготовке сравнялось с давлением прижима на заготовке большей длины (т.е. равно 51 МПа). Получили hп=13,7 мм. При этой величине hп, по графикам на фиг.2, определили, что Рд длин=9,7 кН, Рд кор=9,3 кН.
4. По уравнению Sкор=f(hп)=-20*hп+500 определили, что при hп=13,7 мм, Sкop=226 мм2, Sдлин=400 мм2. Рассчитали напряжение трения в данных условиях:
Figure 00000004
5. Определили коэффициент трения для данных условий:
Figure 00000005
При тех же условиях были получены значения коэффициента трения для технологического смазочного материала «Росойл-222» (f=0,022) и при вытяжке полосы без смазки (f=0,20).
Итак, заявленное изобретение позволяет определять напряжение трения и коэффициент трения при условиях, близких к листовой штамповке.

Claims (1)

  1. Способ определения параметров трения при листовой штамповке, по которому изготавливают листовую заготовку прямоугольной формы, наносят смазочный материал с обеих сторон, зажимают с возможностью перемещения в прижиме краев листовой заготовки в процессе вытяжки, а центральную часть заготовки вытягивают в одной плоскости в направлении, перпендикулярном плоскости листовой заготовки, строят график зависимости давления деформирования от глубины внедрения пуансона, отличающийся тем, что производят вытяжку в одной плоскости прямоугольной листовой заготовки меньшей длины, чтобы концы ее втягивались в процессе под плоскость прижима, регистрируют график зависимости силы деформирования от перемещения пуансона, затем производят вытяжку в одной плоскости листовой заготовки большей длины, чтобы концы ее не втягивались в процессе под плоскость прижима, регистрируют график зависимости силы деформирования от хода пуансона, фиксируют величину хода пуансона hп, при которой давление под прижимом заготовки меньшей длины было равно давлению под прижимом заготовки большей длины, затем определяют напряжение трения между заготовкой и инструментом по формуле
    Figure 00000006

    где Рд длин - сила деформирования заготовки большей длины при величине хода пуансона hп,
    Рд кор - сила деформирования заготовки меньшей длины при величине хода пуансона hп,
    Sдлин - площадь заготовки большей длины под прижимом,
    Sкор - площадь заготовки меньшей длины под прижимом при величине хода пуансона hп,
    а коэффициент трения определяют по формуле
    Figure 00000007

    где рнорм кор - давление прижима на заготовку меньшей длины.
RU2010152079/28A 2010-12-20 2010-12-20 Способ определения напряжения трения и коэффициента трения при листовой штамповке RU2463577C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010152079/28A RU2463577C2 (ru) 2010-12-20 2010-12-20 Способ определения напряжения трения и коэффициента трения при листовой штамповке

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010152079/28A RU2463577C2 (ru) 2010-12-20 2010-12-20 Способ определения напряжения трения и коэффициента трения при листовой штамповке

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010152079A RU2010152079A (ru) 2012-06-27
RU2463577C2 true RU2463577C2 (ru) 2012-10-10

Family

ID=46681526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010152079/28A RU2463577C2 (ru) 2010-12-20 2010-12-20 Способ определения напряжения трения и коэффициента трения при листовой штамповке

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2463577C2 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU684397A1 (ru) * 1978-02-06 1979-09-05 Предприятие П/Я Р-6877 Способ определени эффективности технологических смазок
SU842501A1 (ru) * 1979-08-06 1981-06-30 Предприятие П/Я Р-6877 Способ оценки качества технологичес-КиХ СМАзОК пРи лиСТОВОй шТАМпОВКЕ-ВыТ жКЕ
DE10205435C1 (de) * 2002-02-08 2003-08-14 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Verschleißresistenz einer Oberfläche
RU2397475C1 (ru) * 2009-06-10 2010-08-20 Общество с ограниченной ответственностью ХОЗРАСЧЕТНЫЙ ТВОРЧЕСКИЙ ЦЕНТР УФИМСКОГО АВИАЦИОННОГО ИНСТИТУТА Способ определения эффективности смазочных материалов для листовой штамповки

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU684397A1 (ru) * 1978-02-06 1979-09-05 Предприятие П/Я Р-6877 Способ определени эффективности технологических смазок
SU842501A1 (ru) * 1979-08-06 1981-06-30 Предприятие П/Я Р-6877 Способ оценки качества технологичес-КиХ СМАзОК пРи лиСТОВОй шТАМпОВКЕ-ВыТ жКЕ
DE10205435C1 (de) * 2002-02-08 2003-08-14 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Verschleißresistenz einer Oberfläche
RU2397475C1 (ru) * 2009-06-10 2010-08-20 Общество с ограниченной ответственностью ХОЗРАСЧЕТНЫЙ ТВОРЧЕСКИЙ ЦЕНТР УФИМСКОГО АВИАЦИОННОГО ИНСТИТУТА Способ определения эффективности смазочных материалов для листовой штамповки

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010152079A (ru) 2012-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Buschhausen et al. Evaluation of lubrication and friction in cold forging using a double backward-extrusion process
Wang et al. Determination of friction law in dry metal forming with DLC coated tool
Kim et al. Evaluation of stamping lubricants using the deep drawing test
Watts et al. An experimental investigation of the yielding of strip between smooth dies
CN107677594A (zh) 一种金属薄板带滑动摩擦系数试验机及方法
Xu et al. Study on frictional behavior of AA 6XXX with three lube conditions in sheet metal forming
RU2463577C2 (ru) Способ определения напряжения трения и коэффициента трения при листовой штамповке
RU2397475C1 (ru) Способ определения эффективности смазочных материалов для листовой штамповки
Yoneyama et al. Contact stress and temperature during air-stamp hammer upsetting of a circular cylinder
Wang et al. Punch friction tests for sheet metal forming
Roizard et al. Experimental device for tribological measurement aspects in deep drawing process
Hu et al. Influences of electric-hydraulic chattering on backward extrusion process of 6061 aluminum alloy
RU2327144C1 (ru) Способ определения эффективности технологической смазки при листовой штамповке
Yangui et al. Sheet metal forming in the case of hinge manufacturing process. Part 1: Experimental study
Koç Tribological issues in the tube hydroforming process—selection of a lubricant for robust process conditions for an automotive structural frame part
Roemer et al. Design of a continuous-bending-under-tension machine and initial experiments on Al-6022-T4
Miguel et al. An approach to evaluation of sheet bending force under successive multiaxial stress condition
Bucur et al. Evaluation of environmentally friendly lubricants by ring compression test
Lăzărescu et al. Evaluation of deep drawing force under different friction conditions
Srivastava et al. Analysis of friction factor & coefficient of friction using ring compression test under various lubricants
Bolka et al. Identification of out-of-plane material characteristics through sheet-metal blanking
RU2400729C1 (ru) Способ испытания и оценки эффективности смазывающих материалов при штамповке
Noh et al. Stress profiles at contact surface in ring compression test
Barbier et al. Size effects on material behaviour in microforming
RU2572526C1 (ru) Способ оценки эффективности смазочных материалов

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121221