Способ получения отверстий в двухслойных листовых материалах

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЩУР ЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4 В 21 Р 28/14 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН н проибилешев струилистоение,(57) Иэоб обработке быть испо тях машин олодной тение относитсяеталлов давление мок бла эовано в различных троения. Целью изо ОСУДАРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Камское объединение поводству большегрузных автом(56) Скворцов Г.Д. Основы крования штампов для холодновой штамповки. М.: Машиност1974, с. 141, рис. 76,54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТВЕРСТИЙ ВУХСЛОЙНЫХ ЛИСТОВЫХ МАТЕРИАЛАХ является повышение качества п верхности среза эа счет исключенияобразования заусенцев и уменьшенияконцентрации напряжений. Для этогодвухслойный материал с равными толщинами слоев помещают в штамп. Напервом переходе пуансон внедряют наглубину 2/3 толщины верхнего слоя.Отход воздействует на нюкний слой.Происходит сдвиг участка нюкнего слояи его вдавливание в матрицу. На втором переходе на деформированныйучасток воздействуют с противоположной стороны пуансоном, диаметр которого равен диаметру пробиваемогоотверстия. Притупленная кромка матрицы на первом переходе обеспечивает.уменьшение концентрации напряжения. 2 з.п, ф-лы, 2 ил.113Изобретение относится к холоднойобработке металлов давлением и можетбыть использовано в различных областях машиностроения.Цель изобретения - повышение качества поверхности среза путем исключения образования заусениц, а такжеуменьшение концентрации напряженийи неравномерности деформацийНа фиг. 1 схематически изображенпервый технологический переход предлагаемого способа; на фиг. 2 - второйтехнологический переход предлагаемого способа,Способ получения отверстий в двухслойных материалах осуществляют следующим образом,Двухслойный материал 1 помещают врабочую зону штампа. На первом технологическим переходе (фиг1) пуансон 2 внедряют на глубину 2/3 толщины верхнего слоя 3 материала 1,предшествующую образованию трещиныоскола. При этом отход, образующийсяпри деформации верхнего слоя 3, воздействует на нижний слой 4 материала 1, происходит сдвиг участка нижнего слоя 4 и вдавливание его в матрицу 5, Увеличение глубины внедрениярежущих кромок пуансона 2 до началаобразования трещин скола достигаетсяпутем уменьшения концентрации напряжений и неравномерности деформациивследствие притупления режущей кромкиматрицы 5, что уменьшает концентрациюнапряжения вблизи нее и значение наибольших деформаций, возникающих около режущей кромки пуансона 2, приводящее к образованию трещины при несколько большей глубине внедрения,чем при острой режущей кромке матрицы 5. Вторым фактором, влияющим наглубину вдавливания и улучшение качества среза, является вырубка с отрицательным зазором, т.е, при диаметре пуансона 2 меньше диаметра матрицы 5 на величину оптимального зазора. Вырубка с отрицательным зазоромхарактеризуется тем, что часть материала вблизи поверхности разделазаключена между торцами пуансона 2и матрицы 5 и деформируется под действием нормальных напряжений сжатия,приложенных к поверхностям верхнегослоя 3 и нижнего слоя 4 и противостоящих один другому. Эта часть материала 1 по существу находится в условиях сжатия или осадки между парал 48032 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 лельными плоскостями. Деформация сжатия вызывает удлинение волокон материала большее, чем при обычной пробивке с положительным зазором,После завершения рабочего ходапресса материал 1 передают на позициювторого перехода (фиг. 2).На втором переходе на деформированный участок материала 1 воздействуют с противоположной стороны,т.е.со стороны нижнего слоя 4, пуансоном6, диаметр которого равен диаметрупробиваемого отверстия, а диаметрматрицы 7 выполнен с положительнымоптимальным зазором. При внедрениипуансона 6 в слой 4 материала 1 сначала образуется зона смятия, затемобразуются трещины скола, а затемпроисходит сдвиг металла в слоях 4 и3 по периметру образованного на первом переходе углубления в слое 3,которое выполняет роль матрицы с диаметром большим диаметра пробиваемогоотверстия на величину оптимальногозазора между пуансоном и матрицей.Трещины скола со стороны матрицы 7не образуется, так как она не участвует в пробивке отверстия, а толькопредотвращает прогиб материала 1при пробивке. После скалывания отходыот пробивки отверстия в слоях 4 и 3удаляются через отверстия матрицы7 напровал.Внедрение пуансона на глубину 2/3толщины верхнего слоя материала гарантирует образование трещин сколау режущих кромок пуансона при отри-цательном зазоре относительно матрицы, при этом функцию матрицы дляверхнего слоя выполняет нижний слойматериала, в который вдавливаетсяотход от верхнего слоя. Скалывающиетрещины со стороны матрицы в верхнем слое не образуются, так каккромки матрицы в данном случае притуплены.1Вследствие того, что отверстие вверхнем слое материала образуетсяпуансоном полнее матрицы (т,е. диаметр пуансона более диаметра матрицына величину оптимального зазора), взоне разделения верхнего слоя пуансоном материал находится в условияхсжатия между параллельными плоскостями рабочей поверхности пуансона иповерхности матрицы. Деформация сжатия вызывает удлинение волокон материала больше, чем при пробивке мате3032 10 15 20 25 30 35 40 2Б = - 53 3 3 риала пуансоном, диаметр которого меньше диаметра матрицы на величину оптимального зазора, поэтому трещины скола у режущей кромки пуансона образуются при прохождении им 0,6-0,65 толщины материала, что примерно составляет 2/3 толщины материала. Когда скалывающие трещины у режущей кромки пуансона еще не образовались, волокна материала у поверхности раздела подвергаются деформации растяжения, при этом напряжение растяжения волокон б =б Д . При этом не имеет существенного значения для второй операции пробивки отверстия, появились ли трещины скола у режущей кромки пуансона первой операции или волокна материала у поверхности раздела испытывают предельное напряженное состояние, которое предшествует появлению трещин скола.Вследствие того, что величины оптимальных зазоров между пуансоном и матрицей даны в справочной литературе для однослойных однородных материалов, приведенное математическое выражение переводит величины оптимальных зазоров для двухслойных материалов к табличным величинам оптимальных зазоров для однослойных материалов. В математическом выражении Б1 1Б, + - Я, = 1 - Б, оба слоя имеют равную толщину.При равенстве толщин слоев суммарная толщина слоев обозначена как Б, а толщина одного слоя - равная 1Я. В этом случае выражение принимает вид 1 1 2Б = в Я+ в 5= эо 2 6 3 где Я - эквивалентная толщина одногородного материала;Я - суммарная толщина двухслойных материалов. На первом технологическом переходе верхний слой материала деформирован на 2/3 толщины, т.е. недеформированным остается 1/3 толщины слоя, На второй переход материал поступает с толщиной недеформированной части в зоне пробиваемого отверстия равной сумме толщины нижнего слоя и 1/3 толщины недеформированного верхнего слоя. Толщина условно недеформированного нижнего слоя взята полностью, так как в зоне пробиваемого отверстия этотслой испытывает частичную деформациюрастяжения, но деформация не достигает предела упругости би трещины скола притупленных кромок матрицы не образуются. На втором технологическом переходе происходит пробивка материала толщиной, равной суммарной толщине нижнего слоя плюс 1/3 толщины верхнего слоя (по положению материала на первом переходе) пуансоном, диаметром меньшим диаметра матрицы на величину оптимального зазора.Использование предлагаемого способа позволяет получать отверстия в двухслойных материалах с высоким качеством среза без образования заусениц. Формула изобретения 1.Способ получения отверстий в двухслойных листовых материалах преимущественно с равными толщинами слоев, при котором отверстие в нижнем слое пробивают обходом, образованным при пробивке отверстия в верхнем слое, отличающийся тем, что, с целью повышения качества поверхности среза за счет исключения образования заусениц, на первом переходе в материал на глубину 2/3 толщины верхнего слоя внедряют пуансон диаметром, большим диаметра матрицы на величину оптимального зазора, при этом диаметр матрицы выбирают равным диаметру получаемого отверстия, а на втором переходе на материал воздействуют с противоположной стороны пуансоном диаметром, равным диаметру получаемого отверстия и меньшим диаметра матрицы на величину оптимального зазора.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я темф что, с целью уменьше-ния концентрации напряжений и неравномерности деформаций, на первомпереходе пробивки на нижний слой материала воздействуют матрицей с притупленной кромкой,50 3. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что величину оптимального зазора между пуансоном иматрицей выбирают равной величинеоптимального зазора, как для толщи ны однослойного материала, определяемой выражением1348032 Б - суммарная толщина двухслойных материалов. Фи Составитель И.НиколаеваТехред А.Кравчук Корректор И.Муска едактор С.Лисина каз 5142/8 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная где Я - эквивалентная толщина однослойного материала, Тираж 730 ВНИИПИ Государственн по делам изобретен 113035, Москва, Ж, РаПодписноо комитета СССРи открытийская наб., д. 4/5