RU2620781C1 - Sheet material test method - Google Patents

Sheet material test method Download PDF

Info

Publication number
RU2620781C1
RU2620781C1 RU2015157375A RU2015157375A RU2620781C1 RU 2620781 C1 RU2620781 C1 RU 2620781C1 RU 2015157375 A RU2015157375 A RU 2015157375A RU 2015157375 A RU2015157375 A RU 2015157375A RU 2620781 C1 RU2620781 C1 RU 2620781C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
workpiece
punch
sheet material
gasket
plan
Prior art date
Application number
RU2015157375A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Юрьевич Ананченко
Александр Анатольевич Кирюшин
Артем Викторович Старостин
Валерий Алексеевич Жарков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ"
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 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" filed Critical Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ"
Priority to RU2015157375A priority Critical patent/RU2620781C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2620781C1 publication Critical patent/RU2620781C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/28Investigating ductility, e.g. suitability of sheet metal for deep-drawing or spinning

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: separating grid is applied to the workpiece from the tested sheet material, the workpiece is stacked into the device, the workpiece edge is clamped between the die and the clamp, the workpiece is mould by punch to destruction, and the points are constructed on the diagram of limiting deformations from the grid separating measurement results after testing. From the tested sheet material, a workpiece is cut with dimensions exceeding the dimensions available on the rift holder in plan. Under the workpiece, a temporary spacer is put of the same size as the blank from the material which plasticity parameters are not lower than the ductility of the tested workpiece and the hole in the temporary spacer is made the diameter smaller than the punch diameter. The contacting surfaces of the temporary spacer and the workpiece are degreased, therebetween, powder of rosin type is poured. Before forming, between the punch and the temporary spacer, directly above the punch end inside the rift in plan, anti-friction gasket is placed of such dimensions that, during the test process, the temporary spacer is touching the punch surface only after the anti-friction gasket. The punch end is made flat and undercut and with a radiused edge. On the testing double-acting machine with lower drive and two outer and inner sliders, the hard workpiece clamping edge is made as a rift in plan over the circle, concentric circular contour of the punch in plan, during the outer slider moving up. The workopiece is mould with the bottom up through the anti-friction gasket and temporary spacer by the punch during the internal slider moving up.
EFFECT: reduction of labour, time and cost of building the forming limit diagram of sheet materials, reduced time and improved quality of process design and tooling for sheet stamping, receive savings of sheet material by reducing scrap rates when debugging processes, as well as simplification of the sheet material selection and equipment for parts sheet stamping.
6 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области листовой штамповки, в частности к исследованию механических свойств листовых материалов для оценки их штампуемости, как возможности получения пластических деформаций без разрушения листовой заготовки, полученной из листового материала, на формоизменяющих операциях листовой штамповки, а также для использования в CAD/CAE-системах (Computer-Aided-Design/Computer-Aided-Engineering-системах) при компьютерном моделировании и проектировании формоизменяющих операций листовой штамповки перед их внедрением в автомобильной и других отраслях промышленности.The invention relates to the field of sheet stamping, in particular to the study of the mechanical properties of sheet materials to assess their stampability, as the possibility of obtaining plastic deformations without destroying a sheet billet obtained from a sheet material, on forming operations of sheet stamping, and also for use in CAD / CAE- systems (Computer-Aided-Design / Computer-Aided-Engineering-systems) for computer modeling and design of form-changing sheet metal stamping operations before their implementation in the automotive and others aslyah industry.

Известны способы испытания листовых материалов путем нанесения делительной сетки на заготовку из испытуемого листового материала, укладки заготовки в устройство, зажима края заготовки между матрицей и прижимом, формовки заготовки пуансоном до разрыва и построения точек на диаграмме предельных деформаций (ДПД) по результатам измерения делительной сетки после испытания (Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. - Л.: Издательство "Машиностроение", 1979, с. 500, рис. 397). Недостатки известных способов: отсутствие жесткого зажима края заготовки с помощью рифтов перед формовкой, вследствие чего требуются увеличенные размеры заготовки для испытания; не применяются современные антифрикционные прокладки, обеспечивающие получение большего количества точек на ДПД.Known methods for testing sheet materials by applying a dividing grid to the workpiece from the test sheet material, laying the workpiece in the device, clamping the edge of the workpiece between the die and the clamp, forming the workpiece with a punch before breaking and plotting points on the ultimate strain diagram (DPD) from the results of measuring the dividing grid after tests (Romanovsky V.P. Handbook of cold stamping. - L .: Publishing house "Mashinostroenie", 1979, p. 500, Fig. 397). The disadvantages of the known methods: the lack of rigid clamping of the edge of the workpiece with the help of rifts before molding, which requires increased dimensions of the workpiece for testing; do not use modern anti-friction pads, providing more points on the DPD.

Известен способ построения диаграммы предельных деформаций и устройство для его реализации по патенту RU №2134872, приоритет от 20.08.1999, в котором блок, собранный из заготовки с прижимом и матрицы, устанавливают в контейнере и заготовку деформируют стальной дробью диаметром 0,5-1,5 мм с помощью пуансона в силовой установке. Недостатком известного патента является то, что требуется использование специального дорогостоящего оборудования и длительный срок проведения испытаний и построения ДПД.A known method of constructing a diagram of ultimate strains and a device for its implementation according to patent RU No. 2134872, priority from 08/20/1999, in which a block assembled from a workpiece with a clamp and a matrix is installed in the container and the workpiece is deformed with a steel shot with a diameter of 0.5-1, 5 mm with a punch in the power plant. A disadvantage of the known patent is that it requires the use of special expensive equipment and a long period of testing and building a DPD.

Известен способ построения диаграммы предельных деформаций на основе относительного равномерного удлинения δp по ГОСТ 11701-84 "Металлы. Методы испытаний на растяжение тонких листов и лент" (Жарков В.А. Моделирование в системе Marc обработки материалов в машиностроении. Часть 7. Испытание и правка растяжением. - Вестник машиностроения, 2013, №3, с. 43-48). Однако этот способ не учитывает того, что δp в начале образования шейки на образце значительно меньше относительного удлинения в конце образования шейки и вблизи места разрыва образца.A known method of constructing a diagram of ultimate strains on the basis of relative uniform elongation δ p according to GOST 11701-84 "Metals. Test methods for tensile thin sheets and tapes" (Zharkov VA Modeling in the Marc system of material processing in mechanical engineering. Part 7. Testing and stretching editing. - Vestnik mashinostroeniya, 2013, No. 3, pp. 43-48). However, this method does not take into account the fact that δ p at the beginning of neck formation on the sample is much less than the relative elongation at the end of neck formation and near the point of rupture of the sample.

Задачи изобретения состоят в снижении трудоемкости, сроков и стоимости построения ДПД листовых материалов, сокращении времени и повышении качества проектирования технологических процессов и оснастки для листовой штамповки, получении экономии листового материала за счет сокращения процента брака при отладке технологических процессов, а также в упрощении выбора листового материала и оборудования для листовой штамповки деталей, например кузовных деталей автомобилей и другой техники.The objectives of the invention are to reduce the complexity, timing and cost of building DPD sheet materials, reducing time and improving the design quality of technological processes and tooling for sheet stamping, saving sheet material by reducing the percentage of scrap during debugging of technological processes, as well as simplifying the choice of sheet material and equipment for sheet stamping parts, such as car body parts and other equipment.

Задачи решают следующим образом. В способе испытания листовых материалов, который заключается в нанесении делительной сетки на заготовку из испытуемого листового материала, укладке заготовки в устройство, зажиме края заготовки между матрицей и прижимом, формовке заготовки пуансоном до разрушения и построении точек на диаграмме предельных деформаций по результатам измерения делительной сетки после испытания, из испытуемого листового материала отрезают заготовку с габаритными размерами, превышающими габаритные размеры имеющегося на прижиме рифта в плане, под заготовку подкладывают технологическую прокладку таких же размеров, что и заготовка, из материала, показатели пластичности которого не ниже показателей пластичности испытуемой заготовки, а отверстие в технологической прокладке выполнено диаметром, меньшим диаметра пуансона, контактирующие поверхности технологической прокладки и заготовки обезжиривают и между ними насыпают порошок типа канифоли, перед формовкой между пуансоном и технологической прокладкой непосредственно над торцом пуансона внутри рифта в плане укладывают антифрикционную прокладку таких габаритных размеров, чтобы в процессе испытания технологическая прокладка касалась поверхности пуансона только через эту антифрикционную прокладку, при этом торец пуансона выполняют плоским с поднутрением и с закругленной по радиусу кромкой, на испытательной машине двойного действия с нижним приводом и двумя наружным и внутренним ползунами жесткий зажим края заготовки выполняют рифтом, в плане по окружности, концентричной круглому контуру пуансона в плане, при ходе наружного ползуна вверх формовку заготовки до разрыва осуществляют дном вверх через антифрикционную прокладку и технологическую прокладку пуансоном при ходе внутреннего ползуна вверх.The problems are solved as follows. In the method of testing sheet materials, which consists in applying a dividing grid to the workpiece from the test sheet material, laying the workpiece in the device, clamping the edge of the workpiece between the die and the clamp, forming the workpiece with a punch before breaking, and plotting points on the limit strain diagram based on the results of measuring the dividing grid after tests, from the test sheet material, the workpiece is cut with overall dimensions exceeding the overall dimensions of the rift available on the clamp in plan, under the blank they lay a process gasket of the same size as the workpiece, of a material whose ductility is not lower than the ductility of the test workpiece, and the hole in the process gasket is made with a diameter smaller than the diameter of the punch, the contact surfaces of the process gasket and the workpiece are degreased and a powder of type rosin, before molding between the punch and the process gasket directly above the end of the punch inside the rift in the plan lay anti-friction a gasket of such overall dimensions that, during the test, the technological gasket touches the surface of the punch only through this anti-friction gasket, while the end face of the punch is flat with undercut and with a radius rounded off on a double-acting testing machine with a lower drive and two external and internal sliders rigid clamping of the edge of the workpiece is performed by a rift, in the plan around the circumference, concentric to the round contour of the punch in the plan, while the outer slider moves upward, the workpiece is molded to pulp is carried out upside down through the antifriction gasket and the technological gasket by the punch during the course of the internal slide up.

Антифрикционная прокладка, в частности, может использоваться типа пленки из полиэтилена или тефлона. Заготовка может иметь, в частности, круглую, прямоугольную, квадратную или иную форму.The anti-friction liner, in particular, can be used as a type of film made of polyethylene or Teflon. The blank may have, in particular, a round, rectangular, square or other shape.

Для определения вероятности разрушения листовой заготовки на формоизменяющих операциях листовой штамповки, таких как вытяжка или формовка сложных деталей типа коробчатых или кузовных, растяжение или обтяжка листов, используют два критерия:Two criteria are used to determine the likelihood of a sheet blank being destroyed in form-forming sheet stamping operations, such as drawing or molding complex parts such as box-shaped or body parts, stretching or tightening sheets:

1) разрушение в результате деформаций: на каждом этапе деформирования листовой заготовки точки с координатами наименьшей главной деформации ε2 и наибольшей главной деформации ε1 для всех элементов листовой заготовки должны располагаться ниже ДПД листового материала

Figure 00000001
с определенным запасом Pd пластичности по деформациям; при заданной абсциссе ε2 принимают ординату ε1 до ДПД за 1;1) destruction as a result of deformations: at each stage of deformation of the sheet stock, the points with the coordinates of the smallest principal strain ε 2 and the largest principal strain ε 1 for all elements of the sheet stock should be located below the DPD of the sheet material
Figure 00000001
with a certain margin of P d deformation ductility; for a given abscissa ε 2 take the ordinate ε 1 to DPD for 1;

2) разрушение в результате напряжений: точки с координатами главных напряжений σ1 и σ2 должны располагаться ниже диаграммы предельных напряжений (ДПН) листового материала

Figure 00000002
с определенным запасом Ps пластичности по напряжениям; ДПН строят с помощью ДПД по уравнениям связи между деформациями и напряжениями; ДПН соответствует предельному эллипсу пластичности σ1 21σ22 2s 2.2) failure due to stresses: points with the coordinates of the principal stresses σ 1 and σ 2 should be located below the diagram of ultimate stresses (DP) of the sheet material
Figure 00000002
with a certain margin of stress plasticity P s ; DPN is built using DPD according to the equations of connection between strains and stresses; DPN corresponds to the ultimate plasticity ellipse σ 1 21 σ 2 + σ 2 2 = σ s 2 .

Напряжение текучести σs в зависимости от интенсивности деформаций εi=ln(1+δp) рассчитывают с учетом упрочнения заготовки по формуле (Жарков В.А. Моделирование в системе Marc обработки материалов в машиностроении. Часть 7. Испытание и правка растяжением. - Вестник машиностроения, 2013, №3, с. 43-48):The yield stress σ s depending on the strain rate ε i = ln (1 + δ p ) is calculated taking into account the strengthening of the workpiece by the formula (Zharkov VA Modeling in the Marc system of material processing in mechanical engineering. Part 7. Tensile testing and editing. - Engineering Bulletin, 2013, No. 3, pp. 43-48):

σs0,2в(1+δpi n, n=ln{1-σт/[σв(1+δp)]}/ln[ln(1+δp)],σ s = σ 0.2 + σ in (1 + δ p ) ε i n , n = ln {1-σ t / [σ in (1 + δ p )]} / ln [ln (1 + δ p ) ],

где предел текучести σ0,2, предел прочности σв и относительное равномерное удлинение δp для начала образования шейки на образце определяют по ГОСТ 11701-84 "Металлы. Методы испытаний на растяжение тонких листов и лент".where the yield strength σ 0.2 , the tensile strength σ in and the relative uniform elongation δ p to start the formation of the neck on the sample is determined according to GOST 11701-84 "Metals. Tensile test methods for thin sheets and ribbons".

ДПД листового материала в виде функциональной зависимости ε1=f(ε2) строят по точкам, базовые точки получают по данному способу испытания на одноосное и двухосное деформирование круглых, прямоугольных, квадратных или иной формы заготовок, вырезанных из этого же листового материала с помощью устройства, содержащего пуансон, матрицу и прижим, причем габаритные размеры заготовок превышают габаритные размеры расположенного на прижиме рифта, и жесткий зажим края заготовки выполняют по всей длине рифта. Для различных параметров испытания получают различные точки на ДПД.The DPD of the sheet material in the form of a functional dependence ε 1 = f (ε 2 ) is built on the points, the base points are obtained by this method of testing for uniaxial and biaxial deformation of round, rectangular, square or other shapes of blanks cut from the same sheet material using the device containing a punch, a matrix and a clamp, and the overall dimensions of the workpieces exceed the overall dimensions of the rift located on the clamp, and a hard clamp on the edge of the workpiece is performed along the entire length of the rift. For different test parameters, different points on the DPD are obtained.

На заготовку толщиной s0 наносят ячейки делительной сетки, обычно в виде окружностей диаметром

Figure 00000003
. Диаметр ячеек подбирают таким образом, чтобы после испытания вблизи места разрыва заготовки окружности превращались в овалы или эллипсы с малой осью симметрии длиной
Figure 00000004
и большой осью симметрии длиной
Figure 00000005
, а толщина sf заготовки плавно увеличивалась в направлении от места разрыва контуру заготовки по нормали к линии разрыва. При этом сдвиговые деформации и касательные напряжения в направлении малой и большой осей овала равны нулю, вследствие чего линейные деформации ε1 и ε2 и напряжения σ1 и σ2 соответственно в направлении большой и малой осей овала являются главными. Третье главное напряжение σ3 в направлении толщины листового материала равно нулю. Оси овалов
Figure 00000004
и
Figure 00000005
измеряют и рассчитывают
Figure 00000006
и
Figure 00000007
в центре ячейки. Третью главную деформацию ε3=ln(sf/s0) рассчитывают или по результатам измерений толщины sf в центре ячейки, или из условия ε123=0 несжимаемости листового материала: ε3=-ε12. Если измеряют все три деформации ε1, ε2 и ε3, то условие несжимаемости используют для оценки точности измерений.On a workpiece of thickness s 0 , cells of a dividing grid are applied, usually in the form of circles with a diameter
Figure 00000003
. The diameter of the cells is selected so that, after testing near the rupture point, the workpieces of the circle turn into ovals or ellipses with a small axis of symmetry of length
Figure 00000004
and a large axis of symmetry of length
Figure 00000005
and the thickness s f of the workpiece gradually increased in the direction from the point of tearing, the contour of the workpiece normal to the line of tear. In this case, the shear deformations and tangential stresses in the direction of the minor and major axes of the oval are equal to zero, as a result of which the linear strains ε 1 and ε 2 and stresses σ 1 and σ 2, respectively, in the direction of the major and minor axes of the oval are major. The third principal stress σ 3 in the thickness direction of the sheet material is zero. Axis ovals
Figure 00000004
and
Figure 00000005
measure and calculate
Figure 00000006
and
Figure 00000007
in the center of the cell. The third main strain ε 3 = ln (s f / s 0 ) is calculated either from the results of measurements of the thickness s f in the center of the cell, or from the condition ε 1 + ε 2 + ε 3 = 0 of the incompressibility of the sheet material: ε 3 = -ε 1 - ε 2 . If all three strains ε 1 , ε 2 and ε 3 are measured, then the incompressibility condition is used to evaluate the accuracy of the measurements.

Для построения ДПД на сетке прямоугольной системы координат откладывают: в положительном и отрицательном направлениях горизонтальной оси абсцисс - наименьшую деформацию

Figure 00000007
; в положительном направлении вертикальной оси ординат - наибольшую деформацию
Figure 00000006
, причем из условия ε123=0 несжимаемости листового материала следует, что из трех деформаций ε1, ε2 и ε3 как минимум одна деформация во время пластического деформирования листового материала имеет положительное значение. Так как разрушение заготовки в процессе испытания или заготовки из листового материала в процессе штамповки детали может происходить только вследствие утонения, то всегда sf<s0, и деформации δs,f=(sf-s0)/s0, ε3=ln(sf/s0)=ln(1+δs,f) ячейки вблизи места разрыва заготовки или заготовки всегда будут иметь отрицательные значения.To build a DPD on a grid of a rectangular coordinate system, they postpone: in the positive and negative directions of the horizontal abscissa axis, the smallest deformation
Figure 00000007
; in the positive direction of the vertical ordinate axis - the greatest strain
Figure 00000006
moreover, from the condition ε 1 + ε 2 + ε 3 = 0 of the incompressibility of the sheet material, it follows that of the three strains ε 1 , ε 2 and ε 3, at least one deformation during plastic deformation of the sheet material has a positive value. Since the destruction of the workpiece during the test or the workpiece made of sheet material during the stamping of the part can occur only due to thinning, then always s f <s 0 , and deformation δ s, f = (s f -s 0 ) / s 0 , ε 3 = ln (s f / s 0 ) = ln (1 + δ s, f ) cells near the break point of the workpiece or workpiece will always have negative values.

Левая половина ДПД при ε2<0 соответствует одноосному растяжению со сжатием элементов листового материала, ось ε2=0 - плоской деформации, правая половина ДПД при ε2>0 - двухосному растяжению элементов листового материала.The left half of the DPD for ε 2 <0 corresponds to uniaxial tension with compression of the sheet material elements, the axis ε 2 = 0 to plane deformation, the right half of the DPD for ε 2 > 0 to biaxial tension of the sheet material elements.

На производстве для повышения точности и качества, а также для оценки штампуемости детали на заготовку наносят делительную сетку, после штамповки в опасных местах детали по сеткам рассчитывают деформации, сравнивают их с ДПД, определяя запас пластичности до разрушения, и, в случае необходимости, назначают меры для уменьшения деформаций в опасных местах и сокращения процента брака при отладке технологических процессов. Часто расчет деформаций заготовки по сеткам заменяют или совмещают с CAD/CAE-моделированием, например, в системе Marc корпорации MSC Software (США) или в программе AutoForm фирмы AutoForm Engineering GmbH (Швейцария), при котором также необходима ДПД.In production, to improve accuracy and quality, as well as to assess the formability of the part, a dividing grid is applied to the workpiece, after stamping in hazardous places, the parts are calculated from the nets by deformations, compared with DPD, determining the ductility margin before failure, and, if necessary, measures are prescribed to reduce deformations in hazardous places and reduce the percentage of defects during the debugging of technological processes. Often, the calculation of deformations of workpieces by grids is replaced or combined with CAD / CAE modeling, for example, in the Marc system of MSC Software Corporation (USA) or in the AutoForm program of AutoForm Engineering GmbH (Switzerland), which also requires DPS.

Сущность способа испытания с помощью оснастки для испытательной машины показана на фиг. 1, слева от вертикальной оси - перед испытанием, справа - после разрыва заготовки в виде сквозной на просвет трещины: 1 - пуансон с плоским торцом диаметром Dp и закруглением кромки радиусом rp, 2 - матрица с отверстием диаметром Dm и с закруглением кромки радиусом rm, 3 - прижим, 4 - рифт, 5 - заготовка, 6 - антифрикционная пленка, 7 - технологическая прокладка с отверстием диаметром Dh.The essence of the test tooling for a testing machine is shown in FIG. 1, to the left of the vertical axis - before the test, to the right - after breaking the workpiece in the form of a through-through crack: 1 - a punch with a flat end face with a diameter of D p and a rounding of the radius of radius r p , 2 - a matrix with a hole with a diameter of D m and with rounding of the edge radius r m , 3 - clamp, 4 - rift, 5 - billet, 6 - antifriction film, 7 - process gasket with a hole with a diameter of D h .

На испытательной машине двойного действия с нижним приводом и двумя наружным и внутренним ползунами способ испытания листовых материалов формовкой заготовки дном вверх в устройстве с пуансоном с плоским дном, матрицей и прижимом реализуют следующим образом. Из испытуемого листового материала вырезают круглую, прямоугольную, квадратную или иной формы заготовку 5 с минимальными габаритными размерами в плане на виде сверху, превышающими габаритные размеры рифта 4 в плане. На заготовку на ее центральную часть диаметром D=2R, которая после жесткого зажима рифтом 4 формоизменяется пуансоном и матрицей, наносят делительную сетку для измерения ее до испытания и после испытания и расчета предельных деформаций заготовки перед разрушением.On a double-acting test machine with a lower drive and two external and internal sliders, a method for testing sheet materials by molding a workpiece upside down in a device with a punch with a flat bottom, die and clamp is implemented as follows. From the test sheet material, a round, rectangular, square or other shape blank 5 is cut with minimum overall dimensions in plan view from above, exceeding the overall dimensions of rift 4 in plan. On the workpiece on its central part with a diameter of D = 2R, which after rigid clamping by rift 4 is changed by a punch and a matrix, a dividing grid is applied to measure it before the test and after testing and calculating the maximum deformations of the workpiece before breaking.

Для улучшения двухосного растяжения до разрушения центральной части заготовки под заготовку подкладывают технологическую прокладку 7 таких же размеров, как и заготовка, из материала, показатели пластичности которого в виде относительного равномерного удлинения и относительного удлинения после разрыва по ГОСТ 11701-84 "Металлы. Методы испытаний на растяжение тонких листов и лент" не ниже показателей пластичности испытуемой заготовки. Если заготовка изготовлена из низкоуглеродистой стали, технологическую прокладку 7 выполняют также из низкоуглеродистой стали той же или более пластичной марки. Отверстие в технологической прокладке 7 диаметром Dh, меньшим диаметра Dp пуансона 1, зачищают от заусенцев и полируют, чтобы при испытании края отверстия прокладки не разрывались, а разрывалась только центральная часть заготовки над этим отверстием. Контактирующие поверхности технологической прокладки 7 и заготовки 5 обезжиривают и между ними насыпают порошок типа канифоли с целью увеличения трения, чтобы прокладка 7 за счет трения способствовала как можно большему деформированию центральной части заготовки 6 до разрушения.To improve biaxial tension before breaking the central part of the workpiece, a technological gasket 7 is placed under the workpiece of the same size as the workpiece, from a material whose ductility is in the form of relative uniform elongation and elongation after breaking according to GOST 11701-84 "Metals. Test methods for tensile thin sheets and tapes "not lower than the ductility of the test piece. If the preform is made of low carbon steel, the process gasket 7 is also made of low carbon steel of the same or more ductile grade. The hole in the process gasket 7 with a diameter D h smaller than the diameter D p of the punch 1 is deburred and polished so that during testing the edges of the gasket openings do not break, and only the central part of the workpiece breaks above this hole. The contacting surfaces of the process gasket 7 and the workpiece 5 are degreased and rosin-type powder is poured between them in order to increase friction, so that the gasket 7 due to friction contributes to the greatest possible deformation of the central part of the workpiece 6 to failure.

Для уменьшения трения между технологической прокладкой 7 и пуансоном 1 укладывают антифрикционную прокладку 6 в виде тонкой пленки из полиэтилена или тефлона таких габаритных размеров, чтобы в процессе испытания технологическая прокладка 7 касалась поверхности пуансона 1 только через эту антифрикционную прокладку 6. На верхнюю и нижнюю поверхности антифрикционной прокладки 6 наносят смазочный материал.To reduce friction between the technological gasket 7 and the punch 1, an anti-friction gasket 6 is laid in the form of a thin film of polyethylene or Teflon of such dimensions that during the test the technological gasket 7 touches the surface of the punch 1 only through this antifriction gasket 6. On the upper and lower surfaces of the antifriction gaskets 6 apply lubricant.

Если силы испытательной машины, на которой установлена оснастка с заготовкой, недостаточны для формовки канавки рифтом 4 одновременно и на заготовке 5, и на технологической прокладке 7, то формовку выполняют на этой же испытательной машине до испытания или поочередно на технологической прокладке 7 и заготовке 5 или на отдельном прессе в этой же оснастке. Видеокамеры 8 фиксируют формоизменение заготовки и передают информацию в компьютер для построения ДПД.If the forces of the testing machine on which the tooling with the workpiece is installed are insufficient for forming the grooves with the rift 4 simultaneously on the workpiece 5 and on the process gasket 7, then molding is performed on the same test machine before the test or alternately on the process gasket 7 and workpiece 5 or on a separate press in the same equipment. Camcorders 8 record the shape of the workpiece and transmit information to a computer to build a DPD.

Жесткий зажим края заготовки 5 выполняют рифтом 4 на прижиме 3 в плане по окружности, концентричной круглому контуру пуансона 1 в плане. Формовку заготовки 5 до разрыва в отверстие матрицы 2 диаметром Dm осуществляют дном вверх через антифрикционную пленку 6 и технологическую прокладку 7 пуансоном 1, торец которого выполнен плоским с закругленной радиусом rp кромкой и поднутрением в центре с целью уменьшения трения между антифрикционной пленкой 6 и торцом пуансона 1 и за счет этого обеспечения двухосного растяжения центральной части заготовки 5 до разрушения. После зажима края заготовки при испытании деформируется только центральная часть заготовки диаметром D=2R, в то время как вне этого диаметра заготовка не деформируется. Поэтому форма контура заготовки может быть любой, определенной из условия экономии листового материала и простоты отрезка заготовки от этого листового материала, лишь бы контур заготовки везде выходил за контур рифта 4 в плане.Rigid clamping of the edge of the workpiece 5 is performed by a rift 4 on the clip 3 in the plan in a circle concentric with the round contour of the punch 1 in the plan. The preform 5 is formed up to rupture into the hole of the matrix 2 with a diameter of D m upside down through the antifriction film 6 and the process gasket 7 by the punch 1, the end face of which is flat with a rounded radius r p and an undercut in the center to reduce friction between the antifriction film 6 and the end the punch 1 and due to this ensure biaxial tension of the Central part of the workpiece 5 to fracture. After clamping the edge of the workpiece during testing, only the central part of the workpiece with a diameter of D = 2R is deformed, while outside this diameter the workpiece is not deformed. Therefore, the shape of the workpiece contour can be any one determined from the conditions of saving sheet material and the simplicity of cutting a workpiece from this sheet material, if only the workpiece contour everywhere goes beyond the rift contour 4 in plan.

Пуансон 1 закрепляют на внутреннем ползуне, а прижим 3 - на наружном ползуне испытательной машины. При ходе вверх наружного ползуна с прижимом 3 этот прижим 3 рифтом 4 жестко зажимает край заготовки, после чего наружный ползун останавливается. При последующем ходе вверх внутреннего ползуна с пуансоном 1 этот пуансон 1 выполняет формовку центральной части заготовки до разрушения. За процессом испытания наблюдают сверху через отверстие матрицы 2 визуально или с помощью видеокамер 8 и связанного с ними компьютера, и при начале разрушения, которое характеризуется появлением видимой на просвет трещины на всю толщину заготовки и падением фиксируемой приборами силы формовки, испытание останавливают.The punch 1 is fixed on the inner slider, and the clamp 3 on the outer slider of the testing machine. During the upward movement of the outer slider with the clamp 3, this clamp 3 with the rift 4 rigidly clamps the edge of the workpiece, after which the outer slider stops. In the subsequent upward stroke of the inner slider with the punch 1, this punch 1 performs the molding of the central part of the workpiece to failure. The test process is observed from above through the opening of the matrix 2 visually or using video cameras 8 and a computer connected with them, and at the beginning of fracture, which is characterized by the appearance of a crack visible on the lumen across the entire thickness of the workpiece and the formation force fixed by the instruments, the test is stopped.

Данный способ испытания снижает трудоемкость, сроки и стоимость построения ДПД листовых материалов, сокращает время и повышает качество проектирования технологических процессов и оснастки для листовой штамповки, дает экономию листового материала за счет сокращения процента брака при отладке технологических процессов, а также значительно упрощает выбор листового материала и оборудования для листовой штамповки деталей, например, кузовных деталей автомобилей и другой техники.This test method reduces the complexity, timing and cost of building the DPD of sheet materials, reduces time and improves the quality of the design of technological processes and tooling for sheet stamping, saves sheet material by reducing the percentage of scrap during debugging of technological processes, and also greatly simplifies the choice of sheet material and equipment for sheet stamping of parts, for example, car body parts and other equipment.

Claims (13)

1. Способ испытания листовых материалов путем нанесения делительной сетки на заготовку из испытуемого листового материала, укладки заготовки в устройство, зажима края заготовки между матрицей и прижимом, формовки заготовки пуансоном до разрушения и построения точек на диаграмме предельных деформаций по результатам измерения делительной сетки после испытания,1. The method of testing sheet materials by applying a dividing grid to the workpiece from the test sheet material, laying the workpiece in the device, clamping the edge of the workpiece between the die and the clamp, forming the workpiece with a punch before breaking, and plotting points on the ultimate strain diagram based on the results of measuring the dividing grid after the test, отличающийся тем, чтоcharacterized in that из испытуемого листового материала отрезают заготовку с габаритными размерами, превышающими габаритные размеры имеющегося на прижиме рифта в плане,from the test sheet material, a workpiece is cut with overall dimensions exceeding the overall dimensions of the rift available on the clip, in plan, под заготовку подкладывают технологическую прокладку таких же размеров, что и заготовка, из материала, показатели пластичности которого не ниже показателей пластичности испытуемой заготовки, а отверстие в технологической прокладке выполнено диаметром, меньшим диаметра пуансона,under the workpiece, lay a technological gasket of the same size as the workpiece, from a material whose ductility is not lower than the ductility of the tested workpiece, and the hole in the technological gasket is made with a diameter smaller than the diameter of the punch, контактирующие поверхности технологической прокладки и заготовки обезжиривают и между ними насыпают порошок типа канифоли,the contacting surfaces of the process gasket and the workpiece are degreased and a rosin-type powder is poured between them, перед формовкой между пуансоном и технологической прокладкой непосредственно над торцом пуансона внутри рифта в плане укладывают антифрикционную прокладку таких габаритных размеров, чтобы в процессе испытания технологическая прокладка касалась поверхности пуансона только через эту антифрикционную прокладку, при этом торец пуансона выполняют плоским с поднутрением и с закругленной по радиусу кромкой,Before molding, between the punch and the process gasket directly above the end of the punch inside the rift, an antifriction gasket of such overall dimensions is laid in a plan that, during the test, the technology gasket touches the surface of the punch only through this antifriction gasket, while the end face of the punch is flat with an undercut and with a rounded radius edge на испытательной машине двойного действия с нижним приводом и двумя наружным и внутренним ползунами жесткий зажим края заготовки выполняют рифтом в плане по окружности, концентричной круглому контуру пуансона в плане, при ходе наружного ползуна вверх,on a double-acting test machine with a lower drive and two external and internal sliders, the hard clamp of the workpiece edge is performed with a rift in a plan around a circle concentric with the round contour of the punch in plan, with the outer slider moving upwards, формовку заготовки до разрыва осуществляют дном вверх через антифрикционную прокладку и технологическую прокладку пуансоном при ходе внутреннего ползуна вверх.forming the workpiece before breaking is carried out upside down through the antifriction gasket and the technological gasket by the punch during the course of the internal slide up. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что из испытуемого листового материала отрезают заготовку круглой формы.2. The method according to p. 1, characterized in that a round billet is cut from the test sheet material. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что из испытуемого листового материала отрезают заготовку прямоугольной формы.3. The method according to p. 1, characterized in that the rectangular blank is cut from the test sheet material. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что из испытуемого листового материала отрезают заготовку квадратной формы.4. The method according to p. 1, characterized in that a square-shaped blank is cut from the test sheet material. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что укладывают антифрикционную прокладку из полиэтилена.5. The method according to p. 1, characterized in that they lay the anti-friction liner made of polyethylene. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что укладывают антифрикционную прокладку из тефлона.6. The method according to p. 1, characterized in that they lay the anti-friction pad of Teflon.
RU2015157375A 2015-12-31 2015-12-31 Sheet material test method RU2620781C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015157375A RU2620781C1 (en) 2015-12-31 2015-12-31 Sheet material test method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015157375A RU2620781C1 (en) 2015-12-31 2015-12-31 Sheet material test method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2620781C1 true RU2620781C1 (en) 2017-05-29

Family

ID=59032043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015157375A RU2620781C1 (en) 2015-12-31 2015-12-31 Sheet material test method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2620781C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0253644A2 (en) * 1986-07-18 1988-01-20 Measurex Corporation Sensor for determination of the strength of sheet materials
SU1618483A1 (en) * 1988-12-16 1991-01-07 Ростовский-На-Дону Завод-Втуз При "Ростсельмаше" Им.Ю.В.Андропова, Филиал Ростовского-На-Дону Института Сельхозмашиностроения Method of assessing stampability of sheet metal
RU2134872C1 (en) * 1997-03-05 1999-08-20 Акционерное общество "АвтоВАЗ" Method and device for formation of ultimate strain diagrams
RU2400729C1 (en) * 2009-01-11 2010-09-27 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" Test and evaluation method of efficiency of lubricating materials during die forming

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0253644A2 (en) * 1986-07-18 1988-01-20 Measurex Corporation Sensor for determination of the strength of sheet materials
SU1618483A1 (en) * 1988-12-16 1991-01-07 Ростовский-На-Дону Завод-Втуз При "Ростсельмаше" Им.Ю.В.Андропова, Филиал Ростовского-На-Дону Института Сельхозмашиностроения Method of assessing stampability of sheet metal
RU2134872C1 (en) * 1997-03-05 1999-08-20 Акционерное общество "АвтоВАЗ" Method and device for formation of ultimate strain diagrams
RU2400729C1 (en) * 2009-01-11 2010-09-27 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" Test and evaluation method of efficiency of lubricating materials during die forming

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20150082855A1 (en) Method of preparing forming limit diagram in press forming, method for predicting crack and method of producing press parts
Singh et al. Prediction of earing defect and deep drawing behavior of commercially pure titanium sheets using CPB06 anisotropy yield theory
JP6133965B1 (en) Evaluation method of stretch flangeability
Pohlak et al. Manufacturability and limitations in incremental sheet forming
Abbasi et al. Analytical method for prediction of weld line movement during stretch forming of tailor-welded blanks
Khardin et al. Preliminary studies on electromagnetic forming of aluminum/polymer/aluminum sandwich sheets
RU2620781C1 (en) Sheet material test method
RU2631230C1 (en) Device for testing sheet materials
CN111595697A (en) Method for judging shearing resistance forming capability of material in stamping process
JP7327595B1 (en) METHOD AND DEVICE FOR ACQUIRING FORMING LIMIT OF METAL PLATE
RU2677839C2 (en) Device for testing sheet materials (options)
RU2613495C2 (en) Test method for sheet materials (versions)
Saleh et al. Development technique for deep drawing without blank holder to produce circular cup of brass alloy
RU2655636C1 (en) Method for testing sheet materials to axiosymmetrical drawing
RU2655634C1 (en) Method for testing sheet materials to axiosymmetrical drawing
Tisza et al. Preliminary studies on the determination of FLD for single point incremental sheet metal forming
JP6133915B2 (en) Secondary press workability evaluation method
RU2659458C1 (en) Method for testing sheet materials to axisymmetrical drawing
JP5900751B2 (en) Evaluation method and prediction method of bending inner crack
CN113865954A (en) Construction method of non-contact forming limit diagram
Tisza et al. Incremental forming: an innovative process for small batch production
JP7452520B2 (en) Press molding crack determination method, press molding crack determination device, press molding crack determination program, and press molding crack suppression method
JP6173369B2 (en) Press workability evaluation apparatus and press workability evaluation method
Kim et al. Numerical approach to the evaluation of forming limit curves for zircaloy-4 sheet
JP7464176B1 (en) Method, device and program for determining press-molded cracks, and method for manufacturing press-molded products

Legal Events

Date Code Title Description
QA4A Patent open for licensing

Effective date: 20201022