SU1796317A1 - Cпocoб oцehkи шtamпуemoctи лиctoboгo metaллa пpи oбtяжke - Google Patents

Description

Изобретение относится к холодной штамповке из металлов различных уровней прочности и может быть использовано в исследовательских работах при изучении пластического течения металла в очаге деформации.

Цель-изобретения - более полное выявление способности листового металла к обтяжке.

Изобретение поясняется фигурами 1-9.

На фиг. 1 изображена экспериментальная оснастка для исследований в начале хода, общий вид в разрезе-το же, в конце рабочего хода: на фиг. 2- зависимость относительной глубины гибки Н от относительного утонения S (%) для стали 08 ЮП при μ = 0,05,0=90°; на фиг. 3 - зависимость относительной глубины гибки R от относительного утонения S (%) для стали 08 ЮП при μ =0,2, 0 =90°;на фиг. 4 - распределение сил трения при обтяжке на радиусах пуансона 1: 2; 2,5: и 3 мм в тангенциальном: на фиг. 5 - то же и в про дольном направлениях; на фиг. 6 - при радиусах пуансона 5 и 6 мм; на фиг. 7 - образец деформированный при R = 5 мм, μ = 0,2; на фиг. 8 - образец деформированный при R = 2 мм, μ = 0,2; на фиг. 9 образец деформированный при R = 6 мм,. μ = 0,05.

На фиг. 1-9 показаны неподвижная матрица 1; прижим 2; пуансоны с радиусом 1-6 мм в зоне перехода сопрягаемых плоскостей ( а ='90°)-3; заготовка 4 укладывается между матрицей и прижимом; между пуансоном и образцом помещается эластичная прокладка 5, которая снижает влияние контактного трения; кривая штампуемости для пуансона R = 1 мм-6, R = 2 мм-7, R = 2,5 мм-8, R = 3 мм-9, R = 5 мм-10, R = 6 мм-11; граница возможного использования процесса 12, сплошные линии - процесс без локализации утонения, штриковые - с локализацией.

1796317 А1

1796317 4

Способ осуществляют следующим образом.

Из испытуемого листового металла изготавливают партию плоских образцов прямоугольной формы в направлении вдоль, 5 поперек и под углом 45°к направлению прокатки. На наружную поверхность образца при изгибе предварительно методом накатывания типографской краской, наносят делительную сетку (исследователь сам в 1θ зависимости от размеров детали или участков, которые проходят испытания, назначает диаметр окружной сетки), в предлагаемой схеме формообразования измерения делительной сетки будут проводится в зонах из- Ί5 гиба с радиусами 1 ...6 мм, поэтому размеры ячейки делительной сетки будут 0,6 мм. Испытания на предельное формоизменение проводили на машине МТЛ-10Г (машина для технологических свойств листового ма- 20 тёриала). · ...

При визуальном обнаружении локализации деформаций (сосредоточенного утонения) или трещины на наружной поверхности образца испытания прекраща- 25 ют, уточняют ход пуансона (для этого применяется индикатор часового типа с ценой деления 0,0'1 мм), их появление и при близком (меньшем) к этому значению хода завершают испытания. Каждым пуансоном 30 деформировали 7-9 образцов одного материала и одного направления прокатки. Из них пять образцов деформировали при ходе пуансона близком к значению локализации деформации (для построения кривой штам- 35 пуемости фиг. 2-3). Проводились экспериментальные исследования пяти марок сталей; 08 ЮЛ, 08 Ю ОСВ, 08 ГСЮФ, 03 ХГЮ, 08 КП. Причем, материалы 03 ХГЮ, 08 Ю ОСВ, 08 ЮП деформировали при коэффи- 40 циенте трения между пуансоном и заготовкой μ = 0,05, а материалы 08 ЮП, 08 ГСЮФ, 08 КП при μ = 0,2. Линию гиба располагали относительно направления прокатки под углом 0,45, 90°. На 45 отформованных образцах измерялись следующие параметры (в миллиметрах):

- глубина гибки Н;

- толщина материала в месте локализации утонения S1; 50

- толщина материала около места локализации утонения S;

- размеры делительной сетки А1 в тангенциальном направлении и В1 в аксиальном месте локализации утонения и А и В 55 около;

- длина изогнутой части заготовки L.

Размеры делительной сетки и утонения определялись в одном и том же месте. Для обработки экспериментальных данных была составлена программа на языке Бейсик” для персонального компьютера IBM “Commodor. Вывод данных был организо5 ван в таблицы. В результате обработки экспериментальных данных были получены предельные значения глубины гибки А = -HLo, утонения S = S_o-S/Sox.100%, и логарифмической деформации Е1 (табл. 1-2), в слу1.0 чае формообразования пуансонами с радиусами 1; 2; 2,5; 3; 5 и 6 мм, образцов вырезанных под углом 0,45, 90° к направлению прокатки. Как видно из кривой предельной штампуемости (фиг. 2-3) для стали 08 15 ЮП при μ = 0,05 увеличение радиуса пуансона приводит к увеличению глубины гибки. При μ = 0,2 увеличение радиуса с R = 3 мм приводит к увеличению глубины гибки Н, а при R = 5 мм происходит некоторое сниже-’ 20 ние Н. Линия 12 показывает границу возможного использования процесса. Например для радиуса пуансона R = 6 мм область возможного использования процесса лежит ниже линии 11 и левее линии 12. 25 Штриховые линии показывают образование локализации утонения. Изменение величины радиуса пуансона и наличие прямолинейного участка ΜΝ на пуансоне приводят к различному распределению сил трения 30 (фиг. 4-6). Так при радиусах пуансона 5 и 6 мм максимальные силы трения (контактное давление) наблюдается в точках О. Ν, Ν¹. Это приводит к тому, что локализация деформации (утонения) происходит на участке 35 ΜΝ и Μ^ιΝ^ι (фиг. 7). Размеры свободных участков (ниже точек N и Ν¹) невелики, поэтому локализация деформации на этих участках не происходит. Силы трения при обтяжке распределены неравномерно не только в 40 тангенциальном, но и в продольном направлении, при μ = 0,2 и радиусах пуансона 1; 2; 2,5; 3 мм там, где наибольшие силы трения, разрушение не наблюдалось, а оно происходило на кромке заготовки, где трение 45 имеет меньшую величину (фиг..8). Кроме того, разрушение на кромке заготовки (в районе биссектрисы угла изгиба) обусловлено и влиянием изгибных напряжений и деформаций. При μ =0,05 локализация деформации 5θ происходит на биссектрисе угла в серединной части заготовки (в продольном направлении. фиг. 9) для всех радиусов пуансона.

Сравнение экспериментальных данных для материала 08 ЮП при μ = 0,05 и 55 μ = 0,2 показало, что предельные возможности процесса при малом трении выше, чем при большем, т.е. увеличение значения коэффициента μ уменьшает предельные возможности обтяжки. При расположении гиба перпендикулярно направлению прокатки ( Θ = 90) предельные возможности процесса выше, т.е. глубина гибки больше, чем при Θ = 0°. По полученным данным конструктор при проектировании деталей сможет выбрать оптимальный материал и геометрические параметры детали, а технолог наиболее верно разработать технологический процесс, а также позволит уменьшить время проектирования технологических процессов, изготовления и наладки штамповой оснастки, т.к. будут указаны обоснованные радиусные участки и глубина гибки. При штамповке будет иметь место снижение брака.

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Способ оценки штампуемости листового металла при обтяжке, заключающийся в том, что зажатый с двух противоположных сторон прямоугольной образец обтягивают по пуансону с цилиндрической поверхностью до разрушения, определяют предель ную высоту обтяжки и предельную деформацию, отличающийся тем, что. с целью наиболее полного выявления способности металла к обтяжке, испытанию подвергают 5 несколько партий образцов, перед испытанием на образцы наносят рельефные метки с базой 0,6 мм, обтяжку образцов проводят по пуансонам с различными радиусами, при . этом обтяжку образцов из одной партии ве10 дут по пуансону одного размера в следующей последовательности: вначале обтягивают контрольный образец и индикатором часового типа определяют предельную Высоту обтяжки, а по разности 15 расстояний между метками до и после на гружения - предельную деформацию, а обтяжку следующих образцов ведут при ходе пуансона, близким к предельному.
2. 2. Способ поп. 1,отличающийся 20 тем, что для уменьшения трения, между пуансоном и образцом размещают полиэтиленовую прокладку.

   Таблица!

   Предельные значения глубины гибки Н , утонения металла S (%) и логарифмической деформации Ei для стали 08 ЮП при μ =0,05 :· So = 0,7 мм

   Радиус паунсона R, мм Параметр Направление прокатки | 0° 45° 90° 1 Н 0,27 0,29 0,29 S 18 17 18,5 Ei 0,34 0,40 0,40 2 Н 0,31 0,35 0,36 S 17 16,5 17,5 Ei 0,45 • 0,45 0,52 2,5 Н 0,33 0,37 0,385 S 17 16 17 Ei. 0,50 0,48 0,56 3 Н 0,35 0,4 0,41 S 17,5 15,5 17 Ет 0,51 0,50 0.57 5 Н 0,37 0,42 0,425 S .18 16,5 17,0 Ei 0,52 0,52 0,63 6 Н 0,4 0,44 0,47 S 19 15 16,5 Ei 0,53 0,53 0,64

   ' Т а б .л и ц а 2

   Для стали 08 ЮН при μ = 0,2 ; So — 0,7 мм

   Радиус пуансона R, мм Параметр Направление прокатки 0° 45° 90° 1 Н 0,3 0,3 0,305 S 18,5 20 22 Εν 0,60 0,53 0,60 2 Н 0,375 0,375 0,38 S 18 20 21 Ει 0,61 0,58 0,63 2.5 Н 0,39 0,39 0,4 S 18 20 21 Ει 0,62 0,59 0,64 . 3 Н 0.41 0,41 0,425 S 18 20 21 Ει 0,58 0,57 0,65 5 . Н 0,425 0,425 0,435 S 18 20 21,5 Εί 0,56 0,56 0,56 6 Н 0,445 0,44 0,45 . S 18,5 20 22 Ει 0,56 0,49 0,58

   Фиг. I

   Фиг. 3 .

   40'

   Фцг.8