RU2463577C2 - Способ определения напряжения трения и коэффициента трения при листовой штамповке - Google Patents
Способ определения напряжения трения и коэффициента трения при листовой штамповке Download PDFInfo
- 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
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:
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:
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:
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:
5. Определили коэффициент трения для данных условий:
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)
- 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
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
где рнорм кор - давление прижима на заготовку меньшей длины.
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)
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 |
-
2010
- 2010-12-20 RU RU2010152079/28A patent/RU2463577C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
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 |