Способ определения контактных давлений при холодной штамповки

Союз Советских Социалистимеских РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТ 1 ЛЬСТВУ(45) Дата опубликования описания 16.08.77(51) М, Кл.еВ 21 В 22/00 б 01 В 19/16 Государственный комитет Совета Министров СССР по делан изобретений н открытий(72) Авторы изобретения И И. Векспин иБ. ф. Трахтенберг олитехнический институт им. В 71) Заявитель йбышевски 54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНТАКТНЫХ ДАВЛЕН ПРИ ХОЛОДНОЙ ШТАМПОВКЕ 20 Изобретение относится к машиностроению при изучении контактных давлений и пр цесса объемной или листовой штамповки с целью оптимизации технологии и расчета штампового инструмента на прочность.Известен способ определения контактных давлений при холодной штамповке. Этот спо. соб включает следующие операции. На гравюре матрицы изготавливают калиброванные отверстия. Заготовку предварительно деформируют в аналогичной матрице, но без отверстия. Затем заготовку помещают в матрицу с отверстиями и вновь деформируют несколько большим усилием. Материал заготовки затекает в отверстия. Заготовка извлекается из матрицы вместе с образовав шимися выступами на ней. По величине этих выступов судят об имевших место контактных давлениях 11Однако известный способ требует изготовлен:д:пециальной дорогостоящей оснастки однократного применения, устанавпиваемой при измерениях вместо обычного инструмента. Последнее требует перенападок грессов для замены инструмента при измеренин усилия. Кроме того, изготовление отверстий на гравюре штампа для установкимесдоз или для заполнения металлом в рядеслучаев невозможно технологически или3 исходя из требований обеспечения необходимоч прочности матриц. Извлечение отштампованной детали с образовавшимися выступами сопряжено с трудностями, обусловленными необходимостью сохранения выступов для их измерения (зачастую вызываетнеобходимость препарирования инструментов). Следует иметь в виду, что дополнительные отверстия в гравюре могут изменитьхарактер течения металла вблизи отверстия,а соответственно, и измеряемые давления.Цель изобретения - повышение точностии упрощение определения давлений,Поставленная цель достигается тем, чтопосле первого деформирования на заготовкевыполняют профилированные выступы. Повеличине изменения размеров выступов после второго деформирования судят об имевших место контактных давлениях, Для полу, чения количественных результатов (опредепение апюр контактных давлений) отдельные зоны с "выступами на заготовке передповторным погружением в штампе деформируются калиброванными по величине нормальными к поверхности выступов давлениями,Затем строятся тарировочные графики.На фиг. 1 показана деталь, полученнаяЮхолодной высадкой, на базе которой проводятся исследования; на фиг. 2 - одна изпрофилогрямм тарировки; на фиг, 3 - тарировочный график зависимости показаний профилографа от величины соответствующихнапряжений; на фиг. 4 - профилограмма; нафиг. 5 - апюры контактных напряжений,Измерение величины контактных давлений проводится при холодной высадке конических роликов из стали ШХ 15,Размеры ролика 8: "17,3 мм, А 18 мм,На боковую поверхность предварительно высаженных родиков на токарноф станке специальным резцом наносятся кольцевые конические выступы с шагом О, 3 мм,высотой 0,2 мми основанием 0,3 мм. Твердомером Бринеля при помощи плоского индентора площадыа3,7 мм, прямоугольного в плане, осущестйвляется деформация выступов усилиями 250;187,5; 150; 125; 100 кгс вдопь одной из об-разующих ролика. Величина деФормации выситупов различнымн усилиями определялась напрофилографе с горизонтальным увеличением40 и вертикальным 1000.Ролики: с выступами осаживаются в маг.рице на горизонтально-высадочной машине.На профилограмме с тем же горизонтальными вертикальным увеличением получены профилограммы деформированных выступов вдольразличных образующих роликов.Расшифровка профилограмм производитсяс использованием тарировочного графика поФиг. 3.Йля сравнения вычисляют величину действующих при .штамповке ролика контактныхдавлений, Удельное сопротивление деформации, согласно методике С. И. Губкина, изложенной в Энциклопедическом справочникефМашиностроение (тт. 6, 8, 1948 г,) определяется по зависимости К = ХМ = 212 кгс/ммф.где 1 ф 1,11,3 "1,43 - коаффициент неравиомерости распределения напряжений;1,25 - коаффициент, учитывающийхарактер деформирования;гй 1 08 - коэффициент влияния внеш 12него трения; )6%"50-120 кгс/ммистинное сопротивление деформации;Ф 1 5 - коэффициент, учитывающий скорость деформации. при расчетах, Р 110 кгс/мм,Радиальные контактные напряжения 6 вконечный момент осадки (при А(Г ф 1,0) соо сталвяют80% от удельного сопротивления деформации, итак (Ук 0,8 ф К "170 кгс/мм.Этот результат вполне удовлетворительно согласуется с апюрой давлений, полученной по предложенному способу (фиг,5), 5 Использование предлагаемого способа приотсутствии заметного проскальзывания заготовки относительно гравюры позволяетполучить достоверную информацию о распре делении контактных усилий. При атом исключаются затраты на изготовление специальной оснастки и на перекладку прессов, уменьшается непроизводительный простой, Такимобразом, упрощаются работы, связанные с 25 расчетами и проектированием штамповогоинструмента, применяемого при холодной обработке металлов давлением,30 формула изобретения Способ определения контактных давлений при холодной штамповке, заключающейся в том, что заготовку подвергают двойЗф ному последовательному деформированию вштампе с последующим измерением ее параметров, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности и упрощения определения давлений, после перв ф го деформироваиия на заготовке выполняют профилированные выступы, а измерениепроводят с учетом изменения размеров высИсточники информации, принятые во вниф мание при акспертиэе: 1, Кузнечно-штамповочное производство1961, М 9, с, 26.26/180 ИГИ Госуда ака ов СССР 1 ЭОЭ 5, М Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектнаи, 4 бк,",4 и до