Штамп для вытяжки

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к устройствам для изучения очага пластической деформации при вытяжке полых деталей с принудительным утонением стенки и вытяжке деталей с противодавлением. Цель изобретения - увеличение надежности и повышение точности измерения параметров вытяжки. Штамп содержит матрицу и пуансон с полым корпусом, в котором размещен узел установки датчиков, выполненный в виде сборной втулки. В боковой стенке втулки для установки датчиков имеются отверстия, в которых размещены упругие элементы с датчиками. Возможна установка датчиков во взаимно перпендикулярных направлениях, что позволяет изучать анизотропию штампуемых материалов. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1593739 A 1

ЦЮ (11) (5l)5 В 21 D 22/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4610449/25-27 (22) 29.! 1.88 (46) 23.09.90. Бюл. № 35 (71) Кооперативное предприятие «Промит»

Научно-учебно-производственного комплекса Калужского филиала МГТУ им. Н. Э. Баумана и Калужский филиал МГТУ им. Н. Э. Баумана (72) С. Г. Перевозчиков, В. Е. Гамаюнов и С. А. Бысов (53) 621.983.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1444032, кл. В 21 D 22/20, 1987. (54), ШТАМП ДЛЯ ВЫТЯЖКИ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к устройствам

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к устройствам для изучения очага пластической деформации при вытяжке полых деталей с принудительным утонением стенки и вытяжке деталей с противодавлением.

Цель изобретения — увеличение надежности и повышение точности измерения параметров вытяжки.

На фиг. 1 показан штамп для вытяжки, используемый при вытяжке с принудительным утонением стенки; на фиг. 2 и 3 — штамп для вытяжки, используемый для вытяжки с противодавлением; на фиг. 4 — сечение

А-А на фиг. 1., Штамп содержит пуансон, состоящий из корпуса 1 и вставки 2, соединенной с кори усом 1, например, посредством резьбы.

Вставка 2 выполнена в виде стакана такой высоты Н, что заведомо превышает максимальную высоту штампуемого изделия 3.

Во вставке 2 расположен узел установки датчиков, выполненный в виде разъемной втулки 4, состоящей из двух продольных частей, соединенных между собой с пемощью для изучения очага пластической деформации при вытяжке полых деталей с принудительным утонением. стенки и вытяжке деталей с против одавлением. Цел ь изобретения — увеличение надежности и повышение точности измерения параметров вытяжки.

Штамп содержит матрицу и пуансон с полым корпусом, в котором размещен узел установки датчиков, выполненный в виде сборной втулки. В боковой стенке втулки для установки датчиков имеются отверстия, в которых размещены упругие элементы с датчиками. Возможна установка датчиков во взаимно перпендикулярных направлениях, что позволяет изучать анизотропию штампуемых материалов. 4 ил. пластин 5 с винтами 6. В стенке втулки 4 выполнены отверстия 7 для установки упругих элементов 8, выполненных в виде пластин. Форма отверстий 7 определяется формой применяемых упругих элементов 8, а их количество и расположение — задачами исследования. На упругих элементах 8 жестко закреплены датчики, например приклеены тензорезисторы 9. Выводы тензодатчиков 9 протянуты через отверстие 1О, выполненное в корпусе 1 пуансона, и соединены с регистрирующим прибором, например осциллографом (не показан).

Штамп содержит также матрицу 11.

Перед началом работы производится сборка узла установки датчиков. Для этого в отверстие 7 одной из продольных частей сборной втулки 4 устанавливаются упругие элементы 8. Затем вторая продольная часть устанавливается так, чтобы пластины 8 совпали с ее отверстиями 7. Пластинами 5 и винтами 6 производят крепление между собой продольных частей сборной втулки 4.

Собранный узел устанавливается во вставку 2.

1593739

Штамп работает следующим образом.

Заготовку 3, надетую на вставку 2 пуансона, протягивают через матрицу 11 под действиемм усилия вытяжки, прикл адыв аемого к пуансону прессом. В процессе вытяжки с принудительным утонением стенки (фиг. 1) усилие расходуется на формоизменение заготовки 3 в очаге 12 пластической деформации высотой h и на создание усилия на донную часть вытягиваемого изделия. За счет удлинения заготовки при утонении она скользит вверх по вставке 2 в очаге 12 деформаЦии. Сжимающие напряжения о, действующие в очаге 12 пластической деформации, направлены по нормали к поверхности матрицы 11 и вставки 2. Они уравновешивак>тся растягивающими напряжениями в матрице 11 и сжимающими во вставке 2. Напряжение, действующее на вставку 2 со стороны заготовки 3, стремится сжать вставку 2, что приводит к деформации ее в радиальном направлении. Это сжатие воспринимают пластины 8, которые установлены с натягом и имеют точечный контакт со стенками осеcoro углубления вставки 2. Линейную деформацию пластин 8 фиксирук>т тензорезисторы 9. Чем больше напряжение а, тем на большую величину сжимаются вставка 2 и пластины 8 и тем большую величину сигнала с тензорезисторов 9 фиксирует осциллограф.

Величину сигнала с тензорезисторов 9 осциллограф фиксирует непрерывно по ходу всего процесса вытяжки с утонением, так как тензорезисторы 9 установлены по всей высоте вставки 2, а высота вставки Н заведомо превышает максимальную высоту штампуе;мого изделия. Это позволяет определ ит ь сжимающие напряжения, действующие на .вставку 2 со стороны заготовки 3, в любой момент вытяжки с утонением.

Аналогично используется штамп для вытяжки при исследовании процесса вытя>кки с противодавлением без прижима заготовки (фиг. 2) и с прижимом заготовки (фиг. 3). В этом процессе действие сжимающих напряжений од со стороны заготовки 3 на вставку 2 обусловлено тем, что они возникают под действием давления жидкости в полости матрицы и вытяжном зазоре. Причем, в отличие от вытяжки с утонением, сжимающие n;:nðÿæåíèÿ со стороны заготовки 3 действуH, на вставку 2 по всей высоте протяну! ои .i, t ти изделия Й, С ;имающие напряжения о направлены нл и 1 мали к поверхности вставки 2. Они .:,ьновешиваются сжимающими напряже иями, действующими во вставке 2. Напряжения, действующие со стороны заготовки 3 на вставку 2, стремятся сжать последнюю по всей высоте h протянутой части изделия.

При сжатии вставки 2 в пределах упругих деформаций уменьшается ее диаметр d„, т. е. ежа не вставки 2 приводит к деформации t в радиальном направлении. Радиальное сжатие вставки 2 преобразуется в линейную деформацию пластин 8, что фиксируют тензорезисторы 9. Чем больше напряжение од, тем больше сжимается вставка 2 и тем больше деформация пластин 8 и величина сигнала с тензорезисторов 9, которую фиксирует осциллограф. Величину сигнала с тензорезисторов 9 осциллограф фиксирует непрерывно по ходу всего процесса вытяжки с противодавлением, так как тензорезисторы 9 устанавливаются по всей высоте Н вставки 2, которая заведомо превышает максимальную высоту штампуемого изделия. Это позволяет определить сжимающие напряжения, действующие на вставку 2 со стороны заготовки 3, в любой момент вытяжки с противо15 давлением в любой точке вставки 2, соприкасающейся с протянутой на высоту частью.

Предлагаемый штамп для вытяжки позволяет определить величину сжимающих напряжений, действующих на пуансон при вытяжке с утонением и вытяжке с противодавлением. Зная величину сжимающих напряжений ое, действующих на пуансон в очаге 12 пластической деформации (фиг. 1) при вытяжке с утонением, можно определить силу трения, действующую между пуансоном

25 и заготовкой 3 в этом процессе, по формуле

Р„, =лра.йое, где ц — коэффициент трения между материалами заготовки и пуансона;

d,— наружный диаметр пуансона;

h — высота очага пластической дефор30 мации, примыкающего к пуансону; о — величина сжимающих напряжений, в действующих на пуансон в очаге пластической деформации, замеренная с помощью штампа.

При исследовании процесса вытяжки

:5 с противодавлением величина силы трения, действующая между пуансоном и заготовкой оп редел яетс я по фор м ул е

Р р=ztрд„/h где h — высота протянутой части изделия; о — величина сжимающих напряжений, 40 действующих на пуансон со стороны заготовки, замеренная с помощью штампа.

Так как при использовании штампа для 5 вытяжки фиксируется только определенная величина сигнала с тензорезисторов 9, а не напряжения о и о, то для определения напряжений по величине сигнала тензорезисторов используются известные тарировочные устройства.

Таким образом, использование предлагаемого штампа для вытяжки позволяет повысить качество информации о действии сжимающих напряжений со стороны заготовки за счет исключения погрешностей установки датчиков в осевое углубление пуансона и за счет увеличения количества датчиков при их расположении в горизонтальных плоскостях по всей высоте узла установки датчиков.

1593739

Кроме того, предлагаемый штамп расширяет технологические возможности для изучения влияния анизотропии штампуемого материала на величину сжимающих напряжений со стороны заготовки за счет возможности установки упругих элементов с тензодатчиками во взаимно перпендикулярных направлениях.

Применение штампа при вытяжке с противодавлением позволяет повысить точность определения вел ичины сил трения между заготовкой и пуансоном, а именно оценить влияние на эту силу различных смазок и тем самым определить влияние указанных сил трения на величину напряжений в опасном сечении заготовки. Применение штампа позволит также изучить влияние анизотропии штампуемого материала на величину сжимающих напряжений.

Формула изобретения

Штамп для вытяжки, содержащий ссюсно установленные матрицу, пуансон с осевым угл ублением и узел установки датчи ков, выполненный в виде фиксаторов, установленных в осевом углублении пуансона с ксаьцевым зазором, и упругих элементов для крепления датчиков, выполненных в виде пластин с выпуклыми торцами, контактирующих с боковой поверхностью осевого углубления пуансона и размещенных одна над другой, отличающийся тем, что, с целью увеличения надежности и повышения точности измерения параметров вытяжки, фиксаторы узла установки датчиков выполнены в виде втулки, разъемной вдоль ее образующей с отверстиями в стенке для размещения упругих элементов с датчиками.

1593739

Фиг. У

Составитель И. Ковригина

Редактор А. Козориз Техред А. Кравчук Корректор Л. Патай

Заказ 2790 Тираж 628 Подписное

ВНИИПИ (осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 1О1