RU2621324C2 - Procedure for assessment of ability of flats to stamping - Google Patents
Procedure for assessment of ability of flats to stamping Download PDFInfo
- Publication number
- RU2621324C2 RU2621324C2 RU2015126879A RU2015126879A RU2621324C2 RU 2621324 C2 RU2621324 C2 RU 2621324C2 RU 2015126879 A RU2015126879 A RU 2015126879A RU 2015126879 A RU2015126879 A RU 2015126879A RU 2621324 C2 RU2621324 C2 RU 2621324C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- workpiece
- stampability
- sheet metal
- logarithmic
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
- B21D22/20—Deep-drawing
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для оценки штампуемости листового металла в машиностроении, автомобилестроении, авиастроении и других отраслях промышленности.The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used to assess the stampability of sheet metal in mechanical engineering, automotive, aircraft and other industries.
Известен способ оценки штампуемости листового металла, заключающийся в том, что заготовку в виде пластины устанавливают на матрицу, нагружают металлическим пуансоном со сферической рабочей поверхностью до разрушения, определяют момент разрушения по трещинам на выпучиваемой части заготовки, фиксируют глубину образовавшейся лунки и по полученным данным судят о штампуемости испытанного металла [1]. Недостатком этого способа является невозможность проведения испытаний в условиях однородного двухосного растяжения вследствие неравномерности условий нагружения заготовки.A known method for evaluating the stampability of sheet metal, namely, that the preform in the form of a plate is mounted on a matrix, loaded with a metal punch with a spherical working surface until it breaks, the fracture moment is determined by cracks in the bulging part of the preform, the depth of the formed hole is recorded, and the data obtained stampability of the tested metal [1]. The disadvantage of this method is the inability to conduct tests under conditions of uniform biaxial tension due to the uneven loading conditions of the workpiece.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ оценки штампуемости листового металла, представленный в [2].Closest to the proposed technical solution is a method for evaluating the stampability of sheet metal, presented in [2].
В данном способе листовую заготовку из испытуемого металла, с предварительно нанесенной координатной сеткой, устанавливают на матрицу, имеющую эллипсную в плане рабочую полость и формуют металлическим пуансоном до разрушения. В результате формовки получают куполообразное изделие эллипсной формы в плане с отношением длин малой и большой осей, равным 0,4-1,0. По координатной сетке устанавливают предельные деформации, сопоставляют их величину с накопленными деформациями для какой-либо детали и по их отношению оценивают пригодность испытанного металла для изготовления данной детали.In this method, a sheet blank of the test metal, with the coordinate grid pre-applied, is mounted on a matrix having a working cavity ellipse in plan and formed by a metal punch until it is destroyed. As a result of the molding, an elliptical domed product is obtained in plan with a ratio of the lengths of the minor and major axes equal to 0.4-1.0. The ultimate strains are established on the coordinate grid, their magnitude is compared with the accumulated strains for any part, and the suitability of the tested metal for the manufacture of this part is evaluated by their ratio.
Известное техническое решение имеет следующие недостатки:Known technical solution has the following disadvantages:
- низкая точность, обусловленная существенным влиянием на результаты испытания сил трения между заготовкой и пуансоном, вследствие чего центральная часть заготовки деформируется в условиях неоднородного двухосного растяжения;- low accuracy due to a significant effect on the test results of friction between the workpiece and the punch, as a result of which the central part of the workpiece is deformed under conditions of inhomogeneous biaxial tension;
- большая трудоемкость и значительный расход материала, связанные с необходимостью изготовления отдельных пуансонов для различных отношений длин малой и большой осей эллиптической матрицы.- the great complexity and significant consumption of material associated with the need to manufacture individual punches for various ratios of the lengths of the small and large axes of the elliptical matrix.
Заявляемое техническое решение направлено на повышение точности способа оценки штампуемости листового металла, снижение его трудоемкости и уменьшение расхода материала.The claimed technical solution is aimed at improving the accuracy of the method for evaluating the stampability of sheet metal, reducing its complexity and reducing material consumption.
Это достигается тем, что в способе оценки штампуемости листового металла согласно изобретению для обеспечения условий однородного двухосного растяжения, снижения трудоемкости испытания и уменьшения расхода материала заготовку до ее разрушения нагружают универсальным эластичным пуансоном с полусферической формующей поверхностью.This is achieved by the fact that in the method for evaluating the formability of sheet metal according to the invention in order to ensure uniform biaxial tension, to reduce the complexity of the test and to reduce the consumption of material, the workpiece is loaded with a universal elastic punch with a hemispherical forming surface until it breaks.
Применение при испытании универсального эластичного пуансона с полусферической формующей поверхностью позволяет изначально локализовать деформацию металла в центральной зоне заготовки, создать на ней преднамеренное утонение и обеспечить разрушение заготовки в ее центральной зоне. При этом со стороны эластичной среды на заготовку создается гидростатическое (равномерное) давление, существенно уменьшается величина сдерживающих сил трения между заготовкой и пуансоном и сводится до минимума их влияние на распределение деформаций в центральной части заготовки. Вследствие этого центральная часть заготовки при ее нагружении деформируется в условиях однородного двухосного растяжения.The use of a universal elastic punch with a hemispherical forming surface during testing allows you to initially localize metal deformation in the central zone of the workpiece, create deliberate thinning on it and ensure the destruction of the workpiece in its central zone. In this case, from the side of the elastic medium, a hydrostatic (uniform) pressure is created on the workpiece, the amount of friction restraining forces between the workpiece and the punch is significantly reduced, and their influence on the distribution of deformations in the central part of the workpiece is minimized. As a result, the central part of the workpiece is deformed under loading under conditions of uniform biaxial tension.
Кроме того, применение при формовке универсального эластичного пуансона с полусферической формующей поверхностью позволяет исключить необходимость изготовления отдельных металлических пуансонов для различных отношений длин малой и большой осей эллиптической матрицы и тем самым снизить трудоемкость испытания и уменьшить расход материала.In addition, the use of a universal flexible punch with a hemispherical forming surface during molding eliminates the need to manufacture individual metal punches for different length ratios of the small and large axes of the elliptical matrix and thereby reduce the complexity of the test and reduce material consumption.
На чертеже представлена схема осуществления способа: слева от оси симметрии - исходное положение заготовки перед формовкой, справа - положение заготовки после формовки.The drawing shows a diagram of the method: to the left of the axis of symmetry - the initial position of the workpiece before molding, to the right is the position of the workpiece after molding.
Способ осуществляют следующим образом. Из листа испытуемого металла вырезают заготовку в форме пластины. На заготовку фотоконтактным способом наносят координатную сетку. Затем заготовку 1 размещают на зеркале матрицы 2 с эллипсной в плане рабочей полостью. К контейнеру 3, в который помещен универсальный эластичный пуансон 4 с полусферической формующей поверхностью, расположенный соосно с матрицей, прикладывают усилие пресса и производят нагружение заготовки до разрушения. В результате формовки получают куполообразное изделие эллипсной формы в плане с отношением длин малой и большой осей, равным 0,4-1,0.The method is as follows. A blank in the form of a plate is cut from a sheet of the test metal. A coordinate grid is applied to the workpiece by the photocontact method. Then the workpiece 1 is placed on the mirror of the
После формовки заготовку извлекают из матрицы, методом координатных сеток устанавливают ее деформированное состояние и рассчитывают предельную интенсивность логарифмических деформаций ε0пр, накопленную к моменту разрушения.After molding, the workpiece is removed from the matrix, using the grid method, its deformed state is established and the ultimate intensity of logarithmic deformations ε 0pr accumulated at the time of fracture is calculated.
Сопоставляя значения ε0пр с рассчитанной или экспериментально установленной величиной накопленной интенсивности логарифмических деформаций ε0 для какой-либо детали, устанавливают степень близости деформированного состояния в проблемной с точки зрения возможного разрушения зоне формуемой детали к предельному, определяют запас пластичности испытанного металла и оценивают его пригодность для изготовления данной детали.Comparing the values of ε 0pr with the calculated or experimentally established value of the cumulative intensity of logarithmic strains ε 0 for any part, the degree of proximity of the deformed state in the problematic zone from the point of view of possible destruction to the limiting part is determined, the plasticity margin of the tested metal is determined and its suitability for manufacturing this part.
Реализация предлагаемого металлосберегающего способа позволит по сравнению с известным техническим решением повысить точность и достоверность оценки способности штампуемого листового металла к формовочным операциям со схемой неравномерного двухосного растяжения, снизить трудоемкость испытания и уменьшить расход материала.Implementation of the proposed metal-saving method will allow, in comparison with the known technical solution, to increase the accuracy and reliability of assessing the ability of the sheet metal to be molded for molding operations with an uneven biaxial tension scheme, reduce the complexity of the test and reduce the consumption of material.
Пример конкретной реализации способаAn example of a specific implementation of the method
Реализацию способа осуществляли на стандартной испытательной машине ЦД-40. Формовке подвергали три плоские заготовки прямоугольной формы с размерами в плане 100×180 мм и толщиной 1,5 мм, изготовленные из алюминиевого сплава Д16АМ. Нагружение заготовок до разрушения производили в экспериментальном вытяжном штампе. До начала испытаний на зеркало круглой матрицы диаметром 80 мм устанавливали сменное переходное кольцо с эллипсным отверстием, имеющим размеры осей 35 и 70 мм. Формовку производили эластичным пуансоном с полусферической формующей поверхностью, изготовленным из полиуретана марки СКУ-7Л. Перед испытаниями на формующую поверхность эластичного пуансона было нанесено антифрикционное покрытие на основе фторопласта-4. Для уменьшения влияния сил трения между образцом и матрицей помещали полиэтиленовую пленку толщиной 0,1 мм.The implementation of the method was carried out on a standard testing machine TsD-40. Three flat blanks of rectangular shape with dimensions in the plan of 100 × 180 mm and a thickness of 1.5 mm, made of aluminum alloy D16AM, were subjected to molding. The workpieces were loaded to failure in an experimental draft stamp. Prior to testing, a replaceable adapter ring with an ellipse hole having axial sizes of 35 and 70 mm was installed on a round matrix mirror with a diameter of 80 mm. Molding was carried out with an elastic punch with a hemispherical forming surface made of polyurethane grade SKU-7L. Before testing, an antifriction coating based on fluoroplast-4 was applied to the forming surface of the elastic punch. To reduce the effect of friction forces, a polyethylene film 0.1 mm thick was placed between the sample and the matrix.
Для установления предельной интенсивности логарифмических деформаций ε0пр, накопленной к моменту разрушения, и проверки реализации в центральной части заготовки условий однородного двухосного неравномерного растяжения после испытания определяли деформации по предварительно нанесенной на образец фотоконтактным способом координатной сетке из системы пересекающихся окружностей диаметром d=2,6 мм. С этой целью на инструментальном микроскопе УИМ-22 с точностью ±0,001 мм по обе стороны от образовавшейся трещины (по нормали к ней) измеряли наибольший a и наименьший b размеры ячеек деформированной координатной сетки. Измерения начинали с ближайшей к трещине целой ячейки, соседней с ячейкой, рассеченной возникшей трещиной.To establish the maximum intensity of logarithmic strains ε 0pr accumulated by the moment of fracture and to verify that the conditions for homogeneous biaxial uneven stretching in the central part of the workpiece are tested, strains were determined using a coordinate grid previously applied to the specimen by a photocontact method from a system of intersecting circles with a diameter of d = 2.6 mm . For this purpose, using the UIM-22 instrumental microscope, the largest a and smallest b cell sizes of the deformed coordinate grid were measured with an accuracy of ± 0.001 mm on both sides of the crack formed (normal to it). Measurements began with the whole cell closest to the crack adjacent to the cell dissected by the crack.
Наибольшую ε1 и наименьшую ε2 главные логарифмические деформации рассчитывали с учетом кривизны поверхности заготовки по формуламThe largest ε 1 and lowest ε 2 main logarithmic strains were calculated taking into account the curvature of the surface of the workpiece according to the formulas
где R1, R2 - радиусы кривизны поверхности заготовки в направлениях, соответствующих деформациям ε1, ε2.where R 1 , R 2 are the radii of curvature of the surface of the workpiece in the directions corresponding to the strains ε 1 , ε 2 .
По рассчитанным значениям деформаций определяли параметр вида деформированного состояния α=ε1/ε2. Практически на всей центральной части каждой из испытанных заготовок параметр α оставался постоянным и равным 0,26, что свидетельствовало о том, что эта зона заготовки при ее формовке деформировалась в условиях однородного деформированного состояния. Разрушение всех трех испытанных заготовок происходило вблизи их центра, это также подтверждало, что при формовке реализуются условия однородной деформации.From the calculated strain values, the parameter of the form of the deformed state α = ε 1 / ε 2 was determined. In almost the entire central part of each of the tested billets, the parameter α remained constant and equal to 0.26, which indicated that this zone of the billet during its molding was deformed under conditions of a uniform deformed state. The destruction of all three tested billets occurred near their center, this also confirmed that during molding conditions of uniform deformation are realized.
Для установления предельных значений главных деформаций ε1пр и ε2пр, соответствующих разрушению материала заготовки, строили графики изменения деформаций ε1, ε2 в зависимости от расстояния от трещины. Экстраполируя полученные зависимости на край трещины, устанавливали предельные значения главных логарифмических деформаций ε1пр, ε2пр.To establish the limit values of the principal strains ε 1pr and ε 2pr , corresponding to the destruction of the workpiece material, we plotted the changes in strains ε 1 , ε 2 depending on the distance from the crack. By extrapolating the obtained dependences to the edge of the crack, the limiting values of the main logarithmic strains ε 1pr , ε 2pr were set .
Предельную интенсивность логарифмических деформации ε0пр, накопленную к моменту разрушения, рассчитывали по формулеThe ultimate intensity of logarithmic deformation ε 0pr accumulated at the time of fracture was calculated by the formula
Величина ε0пр, усредненная по результатам формовки трех заготовок, оказалась равной 0,34.The value ε 0pr , averaged over the results of molding three blanks, turned out to be equal to 0.34.
О штампуемости испытанного металла и пригодности его для изготовления какой-либо детали можно судить по результату сопоставления ε0пр с рассчитанной или экспериментально установленной величиной накопленной интенсивности логарифмических деформаций ε0 для этой детали.The stampability of the tested metal and its suitability for the manufacture of any part can be judged by the result of comparing ε 0pr with the calculated or experimentally established value of the cumulative intensity of logarithmic deformations ε 0 for this part.
Таким образом, представленные экспериментальные данные позволяют сделать заключение о возможности реализации с достаточной степенью точности предлагаемого способа оценки штампуемости листового металла.Thus, the presented experimental data allow us to conclude that it is possible to implement, with a sufficient degree of accuracy, the proposed method for evaluating the stampability of sheet metal.
Использование предлагаемого способа позволит производить оценку штампуемости листовых металлов, применяемых в различных отраслях промышленности путем проведения испытаний в механических лабораториях промышленных предприятий и НИИ.Using the proposed method will allow to evaluate the stampability of sheet metals used in various industries by testing in mechanical laboratories of industrial enterprises and research institutes.
Источники информацииInformation sources
1. Авдеев Б.А. Техника определения механических свойств материалов. М.: Машиностроение. 1965. С. 391-397.1. Avdeev B.A. Technique for determining the mechanical properties of materials. M .: Engineering. 1965.S. 391-397.
2. А.С. СССР 1618483, кл. В21D 22/20, G01N 3/28, 07.01.91. БИ №1.2. A.S. USSR 1618483, class B21D 22/20, G01N 3/28, 01/07/91. BI No. 1.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015126879A RU2621324C2 (en) | 2015-07-03 | 2015-07-03 | Procedure for assessment of ability of flats to stamping |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015126879A RU2621324C2 (en) | 2015-07-03 | 2015-07-03 | Procedure for assessment of ability of flats to stamping |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015126879A RU2015126879A (en) | 2017-01-11 |
RU2621324C2 true RU2621324C2 (en) | 2017-06-02 |
Family
ID=58449200
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015126879A RU2621324C2 (en) | 2015-07-03 | 2015-07-03 | Procedure for assessment of ability of flats to stamping |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2621324C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1416890A1 (en) * | 1986-05-11 | 1988-08-15 | Предприятие П/Я В-2634 | Method of estimating stamping capacity of sheet material |
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 |
RU2039965C1 (en) * | 1992-05-26 | 1995-07-20 | Акционерное общество "ГАЗ" | Method of estimation of stamping capacity of sheet metal |
DE4426208A1 (en) * | 1994-07-23 | 1996-01-25 | Huber & Bauer Gmbh | Method and device for bending pipes |
-
2015
- 2015-07-03 RU RU2015126879A patent/RU2621324C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1416890A1 (en) * | 1986-05-11 | 1988-08-15 | Предприятие П/Я В-2634 | Method of estimating stamping capacity of sheet material |
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 |
RU2039965C1 (en) * | 1992-05-26 | 1995-07-20 | Акционерное общество "ГАЗ" | Method of estimation of stamping capacity of sheet metal |
DE4426208A1 (en) * | 1994-07-23 | 1996-01-25 | Huber & Bauer Gmbh | Method and device for bending pipes |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015126879A (en) | 2017-01-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8584496B2 (en) | Device for press-forming a thin sheet and press-forming method | |
Mitukiewicz et al. | A new method of determining forming limit diagram for sheet materials by gas blow forming | |
Tisza et al. | New methods for predicting the formability of sheet metals | |
Abbasi et al. | Investigation into the effects of weld zone and geometric discontinuity on the formability reduction of tailor welded blanks | |
CN115615847A (en) | Method for testing dynamic shear deformation and failure of metal material | |
JP6288468B2 (en) | Forming limit test method and forming limit test apparatus for metal sheet | |
Behrens et al. | Numerical and experimental determination of cut-edge after blanking of thin steel sheet of DP1000 within use of stress based damage model | |
Gürün et al. | The experimental investigation of effects of multiple parameters on the formability of the DC01 sheet metal | |
Reddy et al. | Formability: A review on different sheet metal tests for formability | |
CN101923025A (en) | Method for detecting punching performance of foamed aluminum-core sandwich plates | |
Yasutomi et al. | Blanking method with aid of scrap to reduce tensile residual stress on sheared edge | |
WO2024009566A1 (en) | Method and device for obtaining forming limit of metal sheet | |
RU2621324C2 (en) | Procedure for assessment of ability of flats to stamping | |
Bruni et al. | A study of techniques in the evaluation of springback and residual stress in hydroforming | |
RU2324918C1 (en) | Method of evaluation of critical strain during local sheet stamping | |
Reddy et al. | Experimental study on strain variation and thickness distribution in deep drawing of axisymmetric components | |
Goud et al. | Thickness Distribution of Extra Deep Drawn steel in stretchforming at elevated Temperatures | |
RU2397475C1 (en) | Procedure for evaluating efficiency of lubricating materials for sheet stamping | |
Asgari et al. | Investigation of punching parameters effect on mechanical properties of al-1100-o in incremental sheet metal hammering process | |
JP5900751B2 (en) | Evaluation method and prediction method of bending inner crack | |
RU2226682C2 (en) | Process testing sheet materials for tension | |
RU2344407C1 (en) | Method of testing biaxial stretching of sheet material | |
Vollertsen et al. | Fracture limits of metal foils in micro forming | |
Bressan et al. | A Numerical Simulation Study of Deep Drawing Testing and Experimental Results of Steel Sheets, Using a Comercial Software | |
RU2677839C2 (en) | Device for testing sheet materials (options) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180704 |