Способ испытания листового материала на срез и устройство для его осуществления Советский патент 1981 года по МПК G01N3/24 G01N3/28 

(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА

НА СРЕЗ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для установления влияния степени предварительного деформирования металла на прочность среза. i Известен способ испытания листово го металла на срез, при котором одну часть металла отделяют от другой относительным смещением разделяемых частей в направлении, перпендикулярном плоскости заготовки с помощью пуансона и матрицы 1. Однако низкая точность измеряемых силовых параметров из-за влияния зазора между пуансоном и матрицей приводит к неравномерному распределению давлений на контактных поверхностях пуансона и матрицы. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлапгаемому является способ испы тания листового материала на срез .заключгиощийся в том, что в испытуемс материале образуют внутреннюю цилиндрическую поверхность с кольцевым выступом, выполняя в материале отвер стие и вырезая выступ в виде части резьбы полного профиля, и смещают выступ с помощью тянущего инструмента в направлении, параллельнсм образующей цилиндрической поверхности 2, Однако низкая точность испытания, обусловленная тем, что вырезание выступа и нагружение осуществляют разными инструментами и при размещении тянущего инструмента в отверстии не исключается зазор между ним и срезаемым выступом, вызывает дополнительный изгиб и деформацию выступа перед срезом. Известно устройство для испытания листового материсша, 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 3. Цель изобретения - повьодение точности испытания. Для достижения указанной цели согласно способу испытания листового материала на срез, заклк1чающемуся в том, что в испытуемом материале образуют внутреннюю цилиндрическую поверхность с кольцевым выступом и смещают последний в направлении, яараллельном образующей цилиндричес

кой поверхности, высоту к 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. Кроме того, устройство, содержащее .соосно установленные матрицу, прижим и пуансон, выполненный в виде стержня, двух втулок, установленных на стерукне коаксиально ему и друг другу и узла фиксации втулок относительно стержня, дополнительно 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 которого равен внешнему диаметру внешней втулки, а на внешней втулке со стороны торца, предназначенного для взаимодействия с выступом, выполнен кольцевой вырез прямоугольного сечения,

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство при двух положениях заготовки испытуемого материала, определяемых размерами нажимного элемента; на фиг, 2 - узел А на фиг. 1. Устройство для испытания листового материала на срез состоит из соосно установленных матрицы 1, прижима 2, составного пуансона, выполненного в виде стержня 3 и двух втулок 4 и 5, установленных коаксиально на стержне 3, и жестко связанного со стержнем 3 нажимного элемента 6. Внутренняя втулка 5, установленная непосредственно на стержне 3, со стороны торца, взаимодействующего с нажимным элементом б, имеет внешний кольцевой выступ 7. Втулка 4, наружный диаметр которой равен наружному диаметру выступа 7, выполнена с кольцевым вырезом прямоугольного сечения который вместе с выступом 7 образует кольцевую полость.

Обе втулки 4 и 5 установлены на стержне 3 с возможностью относительного перемещения вдоль его оси и закрепляются на стержне 3 и относительно друг друга с помощью узла фиксации, выполненного, например, в виде штыря 8, расположенного в отверстии, проходящем через втулки 4, 5 и стержень 3 перпендикулярно оси пуансона. Нажимной элемент 6 жестко крепится на торце стержня 3, например, с помощью резьбового соединения rt может быть выполнен различной высоты в зависимости от требуемой степени предварительного упрочнения материала заготовки 9 при вытяжке. Способ осуществляется Следующим образом.

Листовая заготовка 9 устанавливается на матрицу 1 и прижимается

к ней ПРИЖИМОМ 2 усилием Р , пред от в р с: дающим с ; л а д -, оо б р а з о Е а н и а штампуемого материала г.ри Е нтяжке,

При рабочем ходе составного пуакоока (при зафиксированных относительно друг друга стержне 3 и втулках 4 и 5) заготовку 9 вытягивают в стакан либо на высоту Н (левая часть фиг. 1), либо на высоту Н (правая часть фиг, 1), либо на какую-то другую высоту Н, определяемую размерами нажимного элемента 6. При этом в .испытуемом материале образуют внутреннюю цилиндрическую поверхность.

За счет того, что наружный диаметр пуансона выбран таким, чтобы зазор между ним и матрицей 1 был менше исходной толщины So заготовки 9, вытяжка производится с утонением материала, в результате чего часть металла заготовки заполняет кольцеву полость пуансона, образуя кольцевой выступ 10 прямоугольного сечения. Высоту h и ширину b этого выступа 10 устанавливают в пределах 0,15-0,30 S

Верхняя граница значений h b 0,30 So устанавливается из условия обеспечения среза полученного выступа, так как при большем значении высоты h возможно разрушение в стенке стакана как при вытяжке, так и при испытании на срез. Нижняя граница значений ,15S устанавливается из условия получения достоверных данных при испытании материала на срез.

Вытяжка заготовки 9 прекращается сразу же после образования выступа 10 на внутренней поверхности стенки стакана (фиг. 2). Предпочтительно выполнять выступ 10 в непосредственной близости со округлением фланца заготовки 9. Заданной высоте Ну,Нп. ...,Н вытяжки соответствует вполне определенная величина 8 , Sj,. .,, степени деформировання материала в полости, которая устанавливается либр аналитически, либо экспериментально.

При вытяжке заготовки 9 на заданную высоту Н пуансон останавливают, и штырь 8 удаляют из отверстия в пуансоне, после чего на втулку 4 воздействуют усилием сжатия Р г которое передается на торцовую поверхность выступа 10 и соответственно воспринимается торцовой поверхностью выступа 7 BTyftKH 5, в результте чего кольцевой выступ 10 находится в состоянии объемного сжатия. Затем при помощи силового привода (не показан) осуществляется совместное перемещение вверх наружной 4 и внутренней 5 втулок. Таким образом осуществляется смещение кольцевого выступа 10 в состоянии объемного сжатия в направлении, параллельном образующей цилиндрической поверхности вытянутого стакана, в результате чего осуществляется срез выступа т.е. сопоставляя значения усилий ср за, полученные на заготовках с различной глубиной вытяжки стакана (и, следовательно, с различной степенью предварительного деформирования материёша), можно установить влияние предварительного упрочнения металла на его прочность среза. Изобретение позволяет проводить, испытания листового материала на срез с высокой точностью, поскольку срез выступа происходит без зазора, и способствует более правильному назначению режимов обработки материа ла давлением и установлению техноло гических возможностей как известных так и новых процессов листовой штам повки. Формула изобретения 1. 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, отличающий с я тем, что, с целью повышения точ ности 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 утояением 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, отличающееся 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 экспертизе 1,Ложечников Е,Б, и др. Образование поверхности среза при разделительных операциях неспеченного прокатаАсузнечно-штамповочное производство 1979, W 3, с, 12. 2,Авторское свидетельство СССР № 563595, кл, G 01 N 3/24, 1975, fпрототип). 3,Авторское свидетельство СССР № 593778, кл. В 21 D 22/00, 1978 (прототип),

Kse/i/

л