RU186106U1 - Пуансон для определения предельной штампуемости листовых металлов и сплавов - Google Patents
Пуансон для определения предельной штампуемости листовых металлов и сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU186106U1 RU186106U1 RU2018122110U RU2018122110U RU186106U1 RU 186106 U1 RU186106 U1 RU 186106U1 RU 2018122110 U RU2018122110 U RU 2018122110U RU 2018122110 U RU2018122110 U RU 2018122110U RU 186106 U1 RU186106 U1 RU 186106U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- punch
- stampability
- alloys
- sheet
- determining
- Prior art date
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title abstract description 11
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title abstract description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 title abstract description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title abstract description 11
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 title abstract description 10
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
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
- B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
-
- 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
- B21D19/00—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к обработке металлов давлением, в частности к определению предельной штампуемости листовых металлов и сплавов при помощи пуансона. Пуансон для определения предельной штампуемости листовых металлов и сплавов содержит хвостовую часть и сопряженную с ней рабочую часть, рабочая поверхность которой выполнена криволинейной формы в виде параболоида вращения. Достигается улучшение достоверности результатов по определению предельной штампуемости листовых металлов и сплавов при помощи универсального инструмента (пуансона). 2 ил.
Description
Полезная модель относится к обработке металлов давлением, в частности к определению предельной штампуемости листовых металлов и сплавов и может быть использована в авиационной и энергетической промышленности.
Из уровня техники известен пуансон с криволинейной рабочей поверхностью, выбранный в качестве аналога (Малов А.М. Технология холодной штамповки. - М.: Оборонгиз. - 1963. - С. 8, рис. 1). Пуансон в виду отсутствия какого-либо показателя штампуемости применяют при проведении комплекса испытаний, повторяющих в уменьшенном масштабе операции листовой штамповки с целью определения «коэффициента наибольшего формоизменения» листового материала.
Недостатком аналога является его не универсальность, так как для каждой операции штамповки необходимо изготовление отдельного пуансона.
Из уровня техники известен сферический пуансон для испытания листовых материалов по Эриксену на вдавливание, выбранный в качестве аналога (Аверкиев Ю.А., Аверкиев А.Ю., Технология холодной штамповки. - М.: Машиностроение, 1989. - С. 26, рис. 2.2).
Недостатком аналога является то, что указанное испытание не соответствуют реальным операциям листовой штамповки и позволяет только косвенно оценить способность материала к формовке.
Из уровня техники известен пуансон с криволинейной рабочей поверхностью для отбортовки отверстий, выбранный в качестве аналога (Справочник по холодной штамповке. Романовский В.Л., Л.: Машиностроение. - 1971. - с. 279-282, рис. 232, 233, 234).
Недостатком прототипа является неопределенность формы криволинейной рабочей поверхности пуансона.
Из уровня техники выбран пуансон с криволинейной рабочей поверхностью для определения предельной штампуемости листового материала, выбранный в качестве наиболее близкого аналога (прототипа) (Авторское свидетельство СССР №1796317, 23.02.1993).
Недостатком прототипа является форма рабочей части пуансона с криволинейной рабочей поверхностью, выполненная в виде удлиненного рабочего тела, т.е. не тела вращения, и предназначенная только для гибки листового материала.
Технической проблемой, на решение которой направлена заявленная полезная модель является сложность в получении результатов по определению предельной штампуемости листовых титановых сплавов универсальным инструментом применительно к основным операциям листовой штамповки (отбортовки, вытяжки и выдавки).
Технический результат заявленной полезной модели заключается в определении предельной штампуемости листовых титановых сплавов применительно к основным операциям листовой штамповки (отбортовки, вытяжки и выдавки).
Технический результат достигается тем, что пуансон для определения предельной штампуемости листовых металлов и сплавов, содержит хвостовую часть и сопряженную с ней рабочую часть, рабочая поверхность которой выполнена криволинейной формы в виде параболоида вращения.
Технический результат достигается также тем, что рабочая поверхность имеет вид параболоида вращения второго порядка X2+Y2=2Z, где величины расстояний по осям X и Y изменяются последовательно в диапазоне от 0 до 3, а величина расстояния по оси Z изменяется последовательно в диапазоне от 0 до 9, при этом оси X, Y, Z лежат в декартовой системе координат.
Под интервалом вышеприведенных числовых значений по осям X, Y, Z понимаются значения, увеличивающиеся в разы от первоначальной величины.
Выполнение рабочей поверхности пуансона в виде параболоида вращения позволяет определить коэффициенты наибольшего формоизменения листового материала применительно к основным операциям листовой штамповки (отбортовка, вытяжка и выдавка).
Рабочая поверхность в виде параболоида вращения второго порядка X2+Y2=2Z обеспечивает регламентацию этапов формоизменения заготовки по ходу штамповки с определением предельной штампуемости различных листовых материалов.
Ограниченный интервал изменения величин (параметров) параболоида X, Y от 0 до 3 и, соответственно, Z - от 0 до 9 связан с максимально возможными величинами коэффициентов формоизменения при отбортовке - не более 2 (Котб.=Dдет./dотв.≤1+δфакт.) и вытяжке - не более 3 (Квыт.=Dзаг./dдет.≤1+2δфакт.). Так как относительное удлинение (δфакт.) листовых металлических материалов под холодную штамповку реально ограничено величиной менее 1 (100%). Величина относительного удлинения листовых металлов и сплавов более 100% (1) может быть достигнута при нагреве заготовки до температур «сверхпластичности» сплавов (например, для листовых титановых сплавов - это 600-900°С).
Сущность заявленной полезной модели поясняется фиг. 1, на которой изображен пуансон с параболической рабочей поверхностью в виде параболоида вращения X2+Y2=2Z, ограниченного интервалом изменения X, Y от 0 до 3 и, соответственно, Z - от 0 до 9 (1) и хвостовиком (2).
Работает предлагаемый пуансон следующим образом.
На стол пресса устанавливают матрицу в виде кольца, а к подвижной траверсе пресса за хвостовик крепят пуансон (на чертеже не показано). Производят центровку пуансона и матрицы между собой, после чего крепят окончательно.
Круглую листовую заготовку (Dзаг) с центральным отверстием (d0) или без него из материала детали, предназначенной для штамповки - отбортовкой, вытяжкой (сверткой), выдавливанием, укладывают на матрицу и производят вдавливание пуансона до образования в заготовке первой трещины. После чего пресс останавливается и производится обратный ход траверсы (это происходит автоматически). Далее заготовку с трещиной снимают со стола пресса и производят замер диаметра патрубка (лунки) - dдeт. и по полученным замерам определяют коэффициенты наибольшего формоизменения:
- для вытяжки Квыт<Dзаг./dдет.
- для отбортовки Котб.<dдет./dотв.
- для выдавки Квыд<2Lпар.-dдет./dдет.
При этом длина дуги параболы 
может в интервале х (0,1) вычисляться как длина полуокружности πdдет./2, так как расчеты показывают что уже при вдавливании пуансона в интервале х (0,1) деформация металла в лунке при x, y, z=1 по расчетам составляет 47,5%. Что соответствует металлам и сплавам высокой штампуемости.
В качестве примера использования предлагаемого пуансона представлены результаты его испытания при определении предельной штампуемости широко применяемого в авиадвигателестроении листового титанового сплава «повышенной пластичности» ОТ4 - 1 толщиной 2 мм.
По данным ВИАМ (АВИАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ, т. 5, ОНТИ, Москва - 1973) для листа этого сплава толщиной 2 мм предельные коэффициенты составляют:
- для вытяжки Квыт.=1,8-1,85;
- для отбортовки Котб.=1,45-1,55;
- для выдавки Квыд.=15-18%.
Испытания проводили параболическим пуансоном с максимальным диаметром 21 мм (т.е. в координатах X, Y параболоида вращения - 21/3=7 мм) и высотой рабочей части 56 мм (т.е. в координатах Z параболоида вращения - 56/9=7 мм). То есть единицей масштаба в данном пуансоне является размер в 7 мм). При этом матрица выполнена с диаметром отверстия 25 мм (с целью уменьшения трения - с зазором 0,5 мм).
Исходя из данных ВИАМ по предельным коэффициентам штампуемости при диаметре детали равном 21 мм, исходные размеры составят:
- для вытяжки Dзаг.=38 мм;
- для отбортовки dотв.=13,5 мм;
- для выдавки dдeт.=21 мм.
Проведенные эксперименты по вытяжке, отбортовке и выдавке на прессе 25тс ЦЗЛ с использованием предлагаемого пуансона и цилиндрической матрицы подтвердили данные ВИАМ, так как на всех вышеуказанных операциях листовой штамповки имели место трещины: на переходе от цилиндра к дну (вытяжка), на торце горловины патрубка (отбортовка) и на дне впадины (выдавка).
Claims (3)
1. Пуансон для определения предельной штампуемости листового титанового сплава, содержащий хвостовую часть и сопряженную с ней рабочую часть с рабочей поверхностью, отличающийся тем, что рабочая поверхность выполнена в виде параболоида вращения.
2. Пуансон по п. 1, отличающийся тем, что рабочая поверхность выполнена в виде параболоида вращения второго порядка X2+Y2=2Z.
3. Пуансон по п. 2, отличающийся тем, что оси X, Y, Z параболоида вращения второго порядка лежат в декартовой системе координат, при этом величины расстояний по осям X и Y изменяются в диапазоне от 0 до 3, а величина расстояния по оси Z изменяется в диапазоне от 0 до 9.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018122110U RU186106U1 (ru) | 2018-06-18 | 2018-06-18 | Пуансон для определения предельной штампуемости листовых металлов и сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018122110U RU186106U1 (ru) | 2018-06-18 | 2018-06-18 | Пуансон для определения предельной штампуемости листовых металлов и сплавов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU186106U1 true RU186106U1 (ru) | 2019-01-09 |
Family
ID=64958762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018122110U RU186106U1 (ru) | 2018-06-18 | 2018-06-18 | Пуансон для определения предельной штампуемости листовых металлов и сплавов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU186106U1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1683855A1 (ru) * | 1989-04-27 | 1991-10-15 | Киевский Филиал Центрального Конструкторского Бюро Киноаппаратуры | Штамп дл чеканки |
| SU1796317A1 (ru) * | 1990-10-17 | 1993-02-23 | Volzh Ob Proizv | Cпocoб oцehkи шtamпуemoctи лиctoboгo metaллa пpи oбtяжke |
| US20160271676A1 (en) * | 2013-11-15 | 2016-09-22 | Adm28 S.Àr.L | Electrohydraulic forming device |
-
2018
- 2018-06-18 RU RU2018122110U patent/RU186106U1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1683855A1 (ru) * | 1989-04-27 | 1991-10-15 | Киевский Филиал Центрального Конструкторского Бюро Киноаппаратуры | Штамп дл чеканки |
| SU1796317A1 (ru) * | 1990-10-17 | 1993-02-23 | Volzh Ob Proizv | Cпocoб oцehkи шtamпуemoctи лиctoboгo metaллa пpи oбtяжke |
| US20160271676A1 (en) * | 2013-11-15 | 2016-09-22 | Adm28 S.Àr.L | Electrohydraulic forming device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Honarpisheh et al. | Numerical and experimental study on incremental forming process of Al/Cu bimetals: influence of process parameters on the forming force, dimensional accuracy and thickness variations | |
| Krinninger et al. | Experimental investigation of the influence of punch velocity on the springback behavior and the flat length in free bending | |
| Li et al. | Geometry-dependent springback behaviors of thin-walled tube upon cold bending | |
| Sosenushkin et al. | Mathematical model of adhesive wear of three-dimensional dies | |
| Guo et al. | The Bauschinger effect and mechanical properties of AA5754 aluminum alloy in incremental forming process | |
| Shi et al. | Study on formability of vertical parts formed by multi-stage incremental forming | |
| Bergonzi et al. | Development of a miniaturized specimen to perform uniaxial tensile tests on high performance materials | |
| RU186106U1 (ru) | Пуансон для определения предельной штампуемости листовых металлов и сплавов | |
| Wu et al. | FEA of vertical parts formed with multistage incremental sheet metal forming based on the forming limit stress diagram | |
| Han et al. | Thickness improvement in non-homogeneous tube hydroforming of a rectangular component by contact sequence | |
| CN109877180A (zh) | 一种用于测量挤压筒内壁摩擦因数的热挤压装置及方法 | |
| Gupta et al. | Design and analysis of aircraft sheet metal for spring back effect | |
| CN104897480A (zh) | 一种不等壁厚金属管弯曲力学性能评价方法 | |
| CN108760430B (zh) | 一种钛合金板材热成形极限曲线的测定方法 | |
| CN103760098B (zh) | 基于带内筋圆环压缩变形的摩擦因子测定方法 | |
| CN107745026B (zh) | 一种曲表面金属微v形阵列结构精密冲压的方法 | |
| Wang et al. | Effect of viscosity of viscous medium on formability of Al1060-O sheet in viscous pressure forming (VPF): an experimental study | |
| Feng et al. | Effect of relief-hole diameter on die elastic deformation during cold precision forging of helical gears | |
| Kong et al. | Numerical and experimental investigation of preform design in non-axisymmetric warm forming | |
| JP5091831B2 (ja) | 鍛造用潤滑皮膜評価方法及び鍛造用潤滑皮膜評価装置 | |
| CN113118351B (zh) | 一种多通管件锻造方法 | |
| Zhelezkov et al. | Shaping the Hexahedral Head of a 12Kh18N10T Stainless Steel Bolt | |
| Richter et al. | Quality optimization for aluminum precision forging processes in completely enclosed dies of long forging parts by prediction and avoidance of thin flash generation | |
| CN102172705B (zh) | 变截面薄壁钛管流体力学成形装置 | |
| Baburin et al. | Application of thickness-shaped workpieces to control the wall thickness of lead-formed shell parts |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC92 | Official registration of non-contracted transfer of exclusive right of a utility model |
Effective date: 20190919 |