DD152417A1 - INVESTIGATION OF THE FORMING BEHAVIOR OF LEADS FOR PRESSURE - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine dafuer geeignete Einrichtung zur den Fertigungsbedingungen entsprechenden versuchsweisen Ermittlung von Umformkraeften und Grenzformaenderungen, Untersuchungen des Formaenderungsverhaltens sowie die Durchfuehrung einer verfahrensgemaessen Werkstoffpruefung von Blechen zum Druecken bzw. Abstreckdruecken rotationssymetrischer Hohlkoerper, insbesondere zur Vorrausbestimmung von Verfahrenskennwerten fuer die technologische Forschung und Produktionsvorbereitung unter Verwendung ebener Blechproben aus fertigungsgemaessem Werkstoff. Das Verfahren verzichtet auf die bisher fuer Drueckversuche erforderlichen Werkstoffverformung des Bleches zum Napf, schaltet dadurch die aus der Prueflingsvorformung bedingten zu Missdeutung fuehrenden Stoergroessen aus, wodurch der Versuchsprozess einfacher sowie leichter ueberschau- und analysierbar gestaltet wird.The invention relates to a method and a device suitable for this purpose for the production conditions corresponding experimental determination of Umformkraeften and Grenzformaenderungen, investigations of the shape change behavior and the performance of a process measured Werkstoffpruefung of sheets for pressing or Abstreckdruecken rotationally symmetric hollow body, in particular for the Vorrausbestimmung of process characteristics for technological research and Production preparation using flat sheet metal samples from production-grade material. The method dispenses with the material deformation of the sheet metal to the cup which was previously required for pressure tests, thereby eliminating the disturbing errors resulting from the preforming of the preform, making the test process simpler and easier to survey and analyze.

Description

Untersuchung des Formänderungsverhaltens von. Blechen für das Drücken .Investigation of the deformation behavior of. Sheet metal for pressing.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine dafür geeig« iiete Einrichtung zur den Pertigungsbedingungen, entsprechenden versuchsweisen Ermittlung von Umformkräften und Grenzformänderuiigerij -Untersuchung des. Pormänderungsverhaltens sowie die Durchführung einer verfahrensgemäßen Werkstoff™ prüfung von Blechen sum Drücken bzw© Abstreckdrücken, rota-* t.ionssymmeirischer Hohlkörper^ insbesondere z.ur Vorausbe™ Stimmung von Verfahrenskennwerten für die technologische Forschung und ProduktionsvorbereitungoThe invention relates to a method and a device suitable for this purpose for the production conditions, appropriate experimental determination of forming forces and Grenzformänderuiigerij -Untersuchung the Pormänderungsverhaltens as well as the implementation of a method according to Werkstoff ™ examination of sheets sum pressing or © ironing, Rota- * t.ionssymmeirischer Hollow bodies, in particular for the purpose of pre-tuning process parameters for technological research and production preparation

.Char<pkteristik der _ibekannten.^_technis.9Jl§n..Jjösjingen.Char <pk teristik the _i known. ^ _ Technis.9Jl§n..Jjösjingen

Die komplizierten räumlichen Spannungs-» und Pormänderungszustände beim Drücken.* Abstreckdrücken bzw» Drückwalzen machen eine zuverlässige mathematische Vorausbestimmung von Verfahrenskennwerten unmögliche Bisher erfolgt die Ermittlung der funktioneilen Zusammenhänge von abhängigen, und.unabhängigen Veränderlichen im wesentlichen experimentell_s indem die Untersuchungen am realen Werkstück und Werkstoff unter konkreten praxisidentischen Bedingungen durchgeführt werdeiie. In vielen Veröffentlichungen wurden Versuche und ihre Ergebnisse beschrieben» die auf Grund der angewendetenThe complicated spatial stress and strain states when pressing. * Ironing or spinning rolls make a reliable mathematical prediction of process characteristics impossible. So far, the determination of the functional relationships of dependent, and independent variables is essentially experimental _s by the investigations on the real workpiece and material be carried out under concrete conditions. In many publications experiments and their results have been described »due to the applied

üblichen Untersuciiungsmethodik keine verallgemeinerungsfä~ Mge Aussage ergaben» So ist auf dem Gebiet des Drückwal-' ZO ns. der Erkenntnis st and noch sehr lückenhaft,, zumal hin.-,, zukommt, das in den letzten Jahren zum Drückverfahren zahlreiche neue Gestaltungs- .und.Anwendungsvarianten erschlossen wurden, wie der Einsatz von. Wälzkörper als aktive Werkzeugelemente j. die Umformung hochfester Werkstoffe, die Kombination mit anderen Verfahren u*a»_e Darüber.hinaus ist die bisherige Untersuchungsmethodik im Material-, Arbeitszeit™ und Werkzeugaufwand durch die aus. der Verwendung von tiefgezogenen bzw» anderweitig gewonnenen napfförmigen Prüflingsvorformen aus Blech sehr hoch« Ein weiterer wesentlicher Nachteil, ergibt sich aus der.notwendigen.Yorformung zum. Hapf, weil, dadurch die Werkstoff.kennwerte_s wie Aus- . · gangsfestigkeit, wirkliche Blechdicke u_ea_o verfälscht vjerden, die darüber hinaus entlang der Zarge des Napfes ungleichmäßig sind und es dadurch unmöglich wird über die Hapfhöhe definierte.-konstante. Ausgangsbedingungen für die Drückversuche zu erlangen* Die damit gewonnenen Versuchsergebnisse genügen nur_$ um über Tendenzen im Formänderungsverhalten aussagen zu können^usual method of investigation did not give any generalized statement, "So is in the field of spinning whale zo ns. It is still very incomplete, especially since there have been many new design and application variants for the printing process in recent years, such as the use of. Rolling elements as active tool elements j. the transformation of high-strength materials, the combination with other procedures u * a » _{e In} addition, the previous investigation methodology in terms of material, working time and tool expenditure is characterized by. The use of deep-drawn or "otherwise obtained cup-shaped Prüflingsvorformen made of sheet metal very high" Another major drawback, arises from der.notwendigen.Yorformung for. Hapf, because, as a result, the material characteristics _s such as Aus. In addition, the actual sheet thickness u _e a _o falsified distorted, which are also beyond the frame of the cup uneven and thus it is impossible on the Hapfhöhe defined-constant. Initial conditions for the pressure tests to be obtained * The test results obtained with them are only _$ to be able to give evidence of tendencies in the shape change behavior ^

Ziel der ErfindungObject of the invention

Mit der Erfindung soll die ...versuchsweise Ermittlung der technischen Parameter zu Fließdrückproblemen vereinfacht und ihre Aussagekraft durch Ausschaltung unerfaßbarer. Stör-, großen aus der Vorfertigung der Versuchsteile erhöht werden«The invention is intended to simplify the experimental determination of the technical parameters for flow-problem problems and to make their informative value less comprehensible by eliminating them. Sturgeon, large are increased from the prefabrication of the test parts «

der Erfindung ist es bei der versuchsmäßigen Untersuchung von Werkstoffen auf ihr Verhalten beim.Drücken von den üblichen vorgeformten Versuchsteilen abzukommen^. um damit Mißdeutungen durch unerfaßbare Störgrößen aus der Prüf-» lingsvorfertigung weitgehend auszuschalten den Versuchsprozeß wesentlich zu vereinfachen und das Versuchsergebnis leichter überschau- und analysierbar zu. gestalten**In the experimental testing of materials it is the intention of the invention to deviate from the usual preformed test parts on their behavior during pressing. In order to largely eliminate misinterpretations due to inconceivable disturbance variables from the prefabrication of the test, it is essential to simplify the test process considerably and to make the test result easier to survey and analyze. shape**

Gemäß der Erfindung erfolgt die Ermittlung der Verfahrensparameter mit einer einseitig eingespannten ebenen Blech-* probe_f die den Zargenausschnitt, eines zylindrischen Yiierk«* Stückes mit gedacht unendlich großem Durchmesser darstellt_s auf.eine.ebene Platte* die dem Segment eines mit unendlich großem Durchmesser gedachten Drückdornes gleichkommt, indem auf .die-dem Drückdarnsegrnent entsprechende ebene Platte die ebene Blechprobe mit einer. Seite, fest aufgespannt ist,, daraufhin die Blechprobe mit einem fertigungsgemäßen Drückwerkzeug längs mit..-fertigungsgemäßer Eindring- b&w» Abstrecktiefe überrollt wird, dabei erfassen.die in einer Grundplatte den drei Y/irkungs ebenen zugeordneten. Driickmeßeinrichtungen die auftretenden Kräfte und leiten sie einer peri.ph.eren Anzeige- und Registriereinrichtung zu, . anschließend erfolgt nach Überlauf-der Blechprobe, ein eingriffreier Rücklauf des Drückwerkzeuges, dem eine Parallelverschiebung des Versuchsdrückwerkzeuges zur Markierung des varh.ergegan.-~, genen Überrollens entsprechend des. .£ertigungsgemäßen. Vorschubes des Drückwerkzeuges bei einer. Drückdornumdrehung folgt, so daß schließlich ein neuer Überrollzyklus folgen kann und nach mehreren. Überrollzyklen sich die gleichen Formänderungserscheinungen an der Probe ergeben, wie es sich an einem Zargenausschnitt eines zylindrischen Hohl-According to the invention, the determination of the process parameters with a cantilevered flat sheet metal is carried out * Sample _F which the Zargenausschnitt, a cylindrical Yiierk "* piece with intended infinitely large diameter represents _s auf.eine.ebene plate * that the segment of a large diameter with infinitely Imaginary dowel equals, by. On the. The-Drückdarnsegrnent corresponding flat plate, the flat plate sample with a. Then, the sheet metal sample is rolled over with a production-oriented pressing tool along with the production-appropriate penetration depth, thereby detecting the areas assigned to the three covering surfaces in a base plate. Driickmeßeinrichtungen the forces occurring and forward them to a peri.ph.eren display and registration device,. Subsequently, after overflow of the sheet metal sample, an unrestricted return of the spinning tool, which is a parallel displacement of the test pushing tool for marking the varh.ergegan.- ~, genen roll over according to the. Feed of the spinning tool at a. Spine rotation follows, so that finally a new rollover cycle can follow and after several. Rollover cycles, the same changes in shape of the sample result, as can be seen on a frame cut-out of a cylindrical hollow section.

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körpers mit unendlich großem Durchmesser ergeben hätte·body with an infinitely large diameter would have resulted ·

Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, besteht aus einem Ständer, an dem eine Aufnahme für die unterschiedlichen Drückwerkzeuge und eine Vertikalzustellung angeordnet sind, wovon letztere eine schlittenförmige Vorschubzustellung trägt mit einem Schlitten für Längsbewegung , auf dem. eine.den drei Wirkungsebenen zugeordneten Druckmeßeinrichtungen einschließende Grundplatte mit einer Platte zur Aufspannung der Probe zugehörig .ist, sowie eine· gesondert außerhalb der Einrichtung befindliche Anzeige- und Registriereinrichtung, die mit Kabel mit den Druckmeßeinrichtungen verbunden ist_o The device for carrying out the method, consists of a stand on which a receptacle for the different spinning tools and a vertical delivery are arranged, of which the latter carries a carriage-shaped feed delivery with a carriage for longitudinal movement, on the. ein.den the three levels of action associated pressure measuring enclosing base plate associated with a plate for mounting the sample .ist, as well as a separately located outside of the device display and recording device, which is connected by cable to the pressure measuring devices _o

Die Punktion der Einrichtung ist aus dem Verfahren ersichtlich·The puncture of the device can be seen from the process.

.Die. Anwendung des Verfahrens gestattet bei relativ geringem Versuchsaufwand unter Verwendung' einfacher ebener Blechproben bei praxisnahen Bedingungen und weitgehender Ausschaltung unbeherrschtarer Störgrößen die Versuchsdurchführung einfach zu gestalten und zielgerichtet auf das jeweilige.'Problem beim Fließdrücken konzentriert.Parameter zu ermitteln und .aufzuzeichnen, die verhältnismäßig gut analysier- und .überschaubar sind*.The. Use of the method allows for relatively simple experimentation using 'simple flat sheet metal samples under practical conditions and largely eliminating uncontrolled disturbing variables to make the experiment easily and purposefully concentrated on the respective' 'problem in fluent.Parameter to identify and record that relatively well analyze - and are manageable

Ausfuhrungsbe is pie1-Ausfuhrungs be is pie1-

Die Erfindung soll an Hand ..der .Zeichnung, die die erfindungsgemäße Einrichtung darstellt, näher erläutert werden: .The invention will be explained in more detail with reference to the drawing of the device according to the invention.

Die Einrichtung besteht aus einem Ständer 9,. der ein Drückwerzeug 1 und eine Vertikalzustellung S mit einer Vorschub-The device consists of a stand 9 ,. of a spinning tool 1 and a vertical feed S with a feed

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zustellung 7_r die einen Schlitten für Längsbewegung 6 .trägt?...aufnimmtβ Auf den Schlitten für Längsbewegung 6 ist e*ine..Grundplatte 4 angeordnet, in de^r sich, nicht darge™ stellt den drei.Wirkungsebenen zugeordnete Druckmeßeinrichtungen befinden«, die über die Kabel 5 die Meßwerte einer nicht dargestellten Anzeige« und Registriereinrichtung zuführen, und außerdem die Grundplatte 4 die Platte 3 aufnimmtg auf der die Probe 2 mit einer Seite aufgespannt ist*delivery 7 _r that carries a carriage for longitudinal movement 6 ... receives ... On the carriage for longitudinal movement 6 is arranged e * ine..round plate 4, in which, not darge ™ represents the three-level action associated with pressure measuring devices « which supply the readings and registration means, not shown, via the cables 5, and also the base plate 4 receives the plate 3 on which the sample 2 is mounted with one side *

Das Verfahren wird an Hand der Punktion der Einrichtung näher erläutert» . .The procedure is explained in more detail on the basis of the puncture of the device ». ,

Die mit einer Seite parallel zur Längsbewegung eingespannte Probe 2₉ ein ebenes Blech der fertigungsgemäßen Qualität und Dicke j stellt den Zargenausschnitt eines mit.seinem Boden mittels Vorsetze!· auf einen Fließdrückdorn_? dessen Punktion die Platte 3 ausübt, eingespannten Napfes unendlich großen Durchmessers dar» Mit der Vertikalzustellung 8 ist die gewünschte Eindringtiefe bzw, Dickenreduktion der Probe 2 durch das Drückwerkzeug 1 einstellbar und entspricht der Wanddickenreduzierung der Napfζarge beim Abstreckdrük-. ken_o. Durch die Längsbewegung der Probe 2 wirkt das Drückwerkzeug 1 ausschnittsweise wie auf ein fertigungsgemäßes Werkstück beim Drücken«, Die dabei auftretenden Kräfte, in den drei. Wirkungsebenen₉ .die den fertigungsgemäßen Kräften entsprechen« werden durch die in der Grundplatte 4 angeordneten Druckmeßeinrichtungen gemessen und über die Kabel 5 einer nicht dargestellten Anzeige- und Registriereinrich- · tung zugeleitet» Dabei entspricht die. in Längsrichtung wirkende Kraft der am Drückdorn wirkenden Tangentialkraft} die senkrecht auf die Probe 2 wirkende Kraft der auf den Drückdorn wirkenden Radialkomponente und die quer z.ur Längsrichtung wirkende Kraft· der auf den Drückdorn wirkenden Axial-The sample 2 ₉ clamped with one side parallel to the longitudinal movement, a plane sheet of the quality and thickness which is in accordance with the production j, places the frame cutout of one of its bases by means of nesting nets on a flow pressure mandrel _. whose puncture exerts the plate 3, clamped cup infinitely large diameter is »With the vertical feed 8, the desired penetration or thickness reduction of the sample 2 by the spinning tool 1 is adjustable and corresponds to the wall thickness reduction of the Napfζarge Abstreckdrük-. ken _o . By the longitudinal movement of the sample 2, the spinning tool 1 acts as a fragmentary as a workpiece according to manufacture when pressing «, the forces occurring in the three. Effect levels _9. Which correspond to the production-related forces "are measured by the pressure measuring devices arranged in the base plate 4 and fed via the cables 5 to a display and registration device (not shown). acting in the longitudinal direction of the force acting on the spinning mandrel tangential} force acting perpendicular to the sample 2 of the force acting on the spinning mandrel radial component and the transverse z.ur Longitudinal · the axial force acting on the pressure mandrel

kraft«, Nach vo.llendetem Überlauf des Drückdornes 1 erfolgt eine Rückführung der Probe 2 in die Ausgangsstellung ohne Eingriff des Drückwerkzeuges 1₉ was durch bekannte Mittel durch Absenken, Herumführen u»ä_o erreicht wird» Der fertigungsgemäß kontinuierliche Vorschub des Fließdrückwerkzeuges wird durch eine um den gleichen Betrag erfolgende Verstellung der Vorschubeinrichtung 7 simuliert, bevor ein erneuter Überlauf des Drückwerkzeuges 1 über die Probe 2 erfolgt* .force, "After vo.llendetem overflow of the spinning mandrel 1 is a return of the sample 2 in the starting position without intervention of the spinning tool 1 ₉ what is achieved by known means by lowering, moving around» » _o The production according to continuous feed of the flow pressing tool is by a simulated by the same amount adjustment of the feed device 7, before a renewed overflow of the spinning tool 1 via the sample 2 takes place *.

Die Versuchsdurchführungen lassen sich zielgerichtet auf das jeweilige Problem des Drückens leicht abwandeln und ergeben verhältnismäßig gut analysier- und überschaubare Aufzeichnungen der Parameter, die das Fließdrückverhalten des Werkstoffes und der Werkzeuggeometrie charakterisieren» Ζ·Βο lassen sich Aussagen zur Grenzformänderung des Werkstoffes in Abhängigkeit des Vorschubes durch gestufte Zustellung in vertikaler Richtung bis zum Abreißen der Probe machenoThe test procedures can be easily adapted to the particular problem of pressing and result in comparatively well-analyzable and manageable records of the parameters that characterize the flow-pushing behavior of the material and the tool geometry. Aussagen Β Aussagen Aussagen Aussagen Grenz Grenz Grenz Grenz Grenz Aussagen Aussagen in in in in in in in in in Vor Gradual delivery in the vertical direction until the sample is torn off

Die Zuordnung der Längsbewegung und der Zustellungen zur Probe 2 läßt sich abwandeln, so daß es möglich ist* dem Drückwerkzeug 1 die Längs- und Zustellbewegungen oder nur 'eine oder mehrere variiert ausführen zu. lassen_o .The assignment of the longitudinal movement and the deliveries to the sample 2 can be modified, so that it is possible * the pusher 1, the longitudinal and Zustellbewegungen or only 'one or more run variable. leave _o .

Claims (2)

« Ύ 'm» « Ύ 'm» Erfindungsanspruch .Claim of invention. . .m.iiiiiiiij.i.i lii.ili— Hm miV*i . ι. pi I Ii ii. ι ι» ι ι Λ in I HiMPM ifli.n, .miiiiiiiiiiiii lii.ili- Hm miV * i. ι. pi I ii ii. ι ι ι ι Λ in I HiMPM ifli.n 1V Verfahren zur versuchsweisen Ermittlung von Umformkräften und Grenzformänderungen, Untersuchung des 3?crm~ änderungsverhaltens sowie die Durchführung Verfahrens» gemäßer Werkstoffprüfung von Blechen zum Drücken bzw«, Abstreckdrücken rotationssymmetrischer Hohlkörper, gekennzeichnet dadurch^ daß eine auf eine ebene Platte mit einer Seite eine ebene Probe eingespannt wird, daraufhin mit. einem fertigungsgemäßen Drückwerkzeug längs . mit einer versuchsgemäßen eingestellten Eindringtiefe überrollt wird, und die dabei in den drei Wirkungsebenen auftretenden Kräfte, durch Druckmeßeinrichtungen erfaßt, angezeigt und registriert werden, anschließend der Überrollung die Probe außerhalb des Eingriffes des Drückwerkzeuges in die Ausgangsstellung zurückgeführt wird, daraufhin schließlich die Probe eine Parallelverschiebung zum vorhergehenden Überlauf- des Drückwerkzeuges entsprechend des fertigungsgemäßen Vorschubes erfährt, dem sich schließlich der neue Überrollungszyklus des Drückwerkzeuges anschließt.1V Method for the experimental determination of forming forces and limit shape changes, examination of the 3? Crm change behavior as well as the procedure of "material testing of sheet metal for pressing or," ironing rotationally symmetrical hollow bodies, characterized in that one on a flat plate with one side of a flat sample is clamped, then with. a production-oriented pressing tool along. is overrun with a trial set penetration depth, and the forces occurring in the three levels of action, detected by pressure measuring, are displayed and registered, then the overrolling the sample is returned out of engagement of the spinning tool in the starting position, then finally the sample a parallel displacement previous overflow of the spinning tool according to the production-appropriate feed experiences, which finally followed by the new rollover cycle of the spinning tool. 2«. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß an einem Ständer 9 Aufnahmen für unterschiedliche, fertigungsgemäße Drückwerk« zeuge 1 sowie eine Vertikalzustellung 8 angeordnet sind, auf letzterer eine schlittenförmige Vorschubzustellung2 ". Means for carrying out the method according to item 1, characterized in that 9 receptacles for different, production-appropriate pusher «tools 1 and a vertical delivery 8 are arranged on a stand, on the latter a slide-shaped feed delivery • _Λ mit einem Schlitten für Längsbewegung 6 ist, auf dem' sich eine den drei Wirkungsebenen zugeordneten nicht dargestellten Druckmeßeinrichtungen, die über die Ka-• bei 5 mit einer nicht dargestellten Anzeige- und Registriereinrichtung verbunden sind^ aufnehmende Grundplatte 4 befestigt und mit einer Platte 3 mit der Einspan- • _Λ with a slide for longitudinal movement 6, on which 'a the three levels of action associated pressure measuring devices not shown, which are connected via the K • at 5 with a display and registration device not shown ^ receiving base plate 4 is fixed and with a plate 3 with the clamping nung für die Probe 2 versehen ist»provided for sample 2 » Einrichtung nach Punkt " 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Längsbewegung und/oder die Vorschubbewegung und/ oder die Vertikalzustellung der Aufnahme der fertigungsgemäßen Drückwerkzeuge 1 zugeordnet sind₀ Device according to point "2, characterized in that the longitudinal movement and / or the feed movement and / or the vertical delivery of the recording of the production-oriented spinning tools 1 are assigned ₀ Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings