Способ испытания листового материала на срез и устройство для его осуществления

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВ ИТВЛЬСТВУ Союз Советсник Социалистических Республик(51)М )(л з 6 01 И 3/24//6 01 Н 3/28 Государственный омитет СССР но делам изобретений и отрытнй(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА НА СРЕЗ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится.к испытательной технике н может быть использовано для установления влияния степени предварительного деформнрованияметалла на прочность среза,Известен способ испытания листово"го металла на срез, при котором однучасть металла отделяют от другойотносительным смещением разделяемыхчастей в направлении, перпендикуляр-.ном плоскости заготовки с помощьюпуансона и матрицы 11).Однако низкая точность измеряемыхсиловых параметров иэ-эа влияния15зазора между пуансоном и матрицейприводит к неравномерному распределению давлений на контактных поверхностях пуансона и матрицы,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемому является способ испытания листового материала на срез,.заключающийся в том, что в испытуемомматериале образуют внутреннюю цилиндрическую поверхность с кольцевымвыступом, выполняя в материале отверстие и вырезая выступ в виде частирезьбы полного профиля, и смещаютвыступ с помощью тянущего инструмента в направлении, параллельном образующей цилиндрической поверхности 121,Однако низкая точность испытания,обусловленная тем, что вырезаниевыступа и нагруженне осуществляютразными инструментами и при размещении тянущего инструмента в отверстиине исключается зазор между ним исрезаемым выступом, вызывает дополнительный изгиб и деформацию выступаперед срезом.Известно устройство для испытаниялистового материала, содержащее соосно установленные матрицу, прижим ипуансон, выполненный в виде стержня,двух втулок, установленных на стерж"не коаксиально ему и друг другу,н узла Фиксации втулок относительностержня 3).Цель изобретения - повышение точности испытания,Для достижения указанной целисогласно способу испытания листовогоматериала на срез, заключающемусяв том, что в испытуемом материалеобразуют внутреннюю цилиндрическуюповерхность с кольцевым выступом исмещают последний в направлении,дарвллельном образующей цилиндрической пов.рхности высоту и ширинувыступа прямоугольного сеченияныбирают н пределах 0,15-0,30 толщины листового материала, цилиндрическую поверхность с выступом обраэуют н процессе вытяжки с утонениемлистового материала н стакан, а смещают ныступ при его объемном сжатии.Кроме того, устройство, содержащее.соосно установленные матрицу, прижими пуансон, выполненный в виде стержня, двух нтулок, установленных настержне коаксиально ему и друг другу,и узла фиксации втулок относительностержня, дополнительно снабжено сменным нажимным элементом, жестко связанным с торцом стержня, на внутренней втулке со стороны торца, предназначенного для взаимодействия снажимным элементом, выполнен кольцевой выступ, ннешний диаметр которогоравен внешнему диаметру внешнейвтулки, а на внешней втулке со стороны торца, предназначенного для нзаимодеиствия с выступом, выполнен кольцевой вырез прямоугольного сечения.На фиг, 1 изображено предлагаемоеустройство при двух положениях заготовки испытуемого материала, определяемых размерами нажимного элемента; на фиг. 2 - узел А на фиг, 1Устройство для испытания листового материала на срез состоит иэсоосно установленных матрицы 1, прижима 2, составного пуансона, выполненного н виде стержня 3 и двух втулок 4 и 5, установленных коаксиальнона стержне 3, и жестко связанногосо стержнем 3 нажимного элемента б.Внутренняя втулка 5, установленнаянепосредственно на стержне 3, со стороны торца, взаимодействующего с нажимным элементом б, имеет внешнийкольцевой выступ 7, Втулка 4, наружный диаметр которой равен наружномудиаметру выступа 7, выполнена с кольцевым вырезом прямоугольного сечения,который вместе с выступом 7 образуеткольцевую полость.Обе втулки 4 и 5 установлены настержне 3 с воэможностью относительного перемещения вдоль его оси изакрепляются на стержне 3 и относительно друг друга с помощью узла фиксации, выполненного, например, ввиде штыря 8, расположенного в отверстии, проходящем через втулки 4,5 и стержень 3 перпендикулярно осипуансонаНажимной элемент б жесткокрепится на торце стержня 3, например, с помощью резьбового соединенияИ может быть выполнен различной высоты в зависимости от требуемой степени предварительного упрочненияматериала заготовки 9 при вытяжке,Способ осуществляется следующимобразом,Листовая заготовка 9 устанавливается на матрицу 1 и прижимается к ней поижимом 2 усилием Ряр, пре,ротвр .шающим складкообразонаииештампуемого ма.ериала .ри вытяжке.При рабочем ходе со,анного пуан-",:она (при зафиксированных относительно друг друга стержне 3 и втулках4 и 5) заготовку 9 вытягивают в стакан либо на высоту Н (левая частьфиг. 1), либо на высоту Н 1 (пранаячасть фиг, 1), либо на какую-то другую высоту Н 1, определяемую размера.ми нажимного элемента б. При этом виспытуемом материале образуют внутреннюю цилиндрическую поверхность,За счет того, что наружный диаметр пуансона выбран таким, чтобызазор между ним и матрицей 1 был меньше исходной толщины Я 0 заготовки 9,вытяжка производится с утонениемматериала, в результате чего частьметалла заготовки заполняет кольцевую20 полость пуансона, образуя кольцевойвыступ 10 прямоугольного сечения.Высоту Ь и ширину Ь этого выступа 10устанавливают в пределах 0,15-0,30 ЯВерхняя граница значений Ь = Ъ =з 5 = 0,30 Яо устанавливается иэ условияобеспечения среза полученного вЫступа, так как при большем значениивысоты Ь возможно разрушение в стенке стакана как при вытяжке, так ипри испытании на срез. Нижняя граница значений Ь = Ь = 0,15 Я 0 устанавливается из условия получениядостоверных данных при испытанииматериала на срез.Вытяжка заготовки 9 прекращаетсясразу же после образования выступа10 на внутренней поверхности стенкистакана (фиг, 2) . Предпочтительновыполнять выступ 10 в непосредственной близости со скруглеиием фланца40 заготовки 9, Заданной высоте Н ,Н,,Н вытяжки соответствует вполнеопределенная величина 3 , ЯЕ,степени деформирования материалав полости, которая устанавливаетсялибо аналитически, либо экспериментально,При вытяжке заготовки 9 на заданную высоту Н пуансон останавливают,и штырь 8 удаляют иэ отверстия впуансоне, после чего на втулку 4воздействуют усилием сжатия Рс,которое передается на торцовую поверхность выступа 10 и соответственно воспринимается торцовой поверхностью выступа 7 втулки 5, в результатечего кольцевой выступ 10 находится и состоянии объемного сжатия.Затем при помощи силового привода(ие показан) осуществляется совместное перемещение вверх наружной 4 и60 внутренней 5 втулок, Таким образомосуществляется смещение кольцевоговыступа 10 в состоянии объемного сжатия в направлении, параллельномобразующей цилиндрической поверхб 5 ности вытянутого стакана, в результате чего осуществляется срез выступа,т,е, сопоставляя значения усилий среза, полученные на заготовках с различной глубиной вытяжки стакана (и,следовательно, с различной степеньюпредварительного деформирования материала), можно установить влияние5предварительного упрочнения металлана его прочность среза,Изобретение позволяет проводить.испытания листового материала насрез с высокой точностью, посколькусрез выступа происходит без зазора,и способствует более правильномуназначению режимов обработки материала давлением и установлению технологических воэможностей как известных, 15так и новых процессов листовой штамповки.формула изобретения1. Способ испытания листового материала на срез, заключающийся в том, что в испытуемом материале образуют внутреннюю цилиндрическую поверхность с кольцевым выступом и смещают последний в направлении, параллельном образующей цилиндрической поверхности, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности испытания, высоту и ширину выступа прямоугольного сечения выбирают в пределах 0,15-0,30 толщины листового материала, цилиндрическую поверхность с выступом образуют в процессе вытяжки с утонением листового материала в стакан, а смещают выступ при его объемном сжатии,2, Устройство для испытания листового материала на срез, содержащее соосно установленные матрицу, прижим и пуансон, выполненный в виде стержня, двух втулок, установленных на стержне коаксиально ему и друг другу, и узла фиксации втулок относительно стержня, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено сменным нажимным элементом, жестко связанным с торцом стержня, на внутренней втулке со стороны торца, предназначенного для взаимодействия с нажимным элементом, выполнен кольцевой выступ, внешний диаметр которого равен внешнему диаметру внешней втулки, а на внешней втулке со стороны торца, предназначенного для взаимодействия с выступом, выполнен кольцевой вырез прямоугольного сечения. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Ложечников Е,Б. и др, Образование поверхностн среза при раздели"тельных операциях неспеченного проката;Кузнечно-штамповочное производство," 1979, М 3, с. 12.2. Авторское свидетельство СССР9 5 б 3595, кл, 6 01 Ы 3/24, 1975,1 прототип).3. Авторское свидетельство СССР9 593778, кл. В 21 Р 22/00, 1978.г Составитель Г. АлеховТехред И.Асталош Корректор Ю. Макач актор М. Келемеш П аказ 7762/ оноеСР иал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 60 Тираж 910 ВНИИПИ Государственно по делам изобретен 113035, Москва, Ж, Рауш