Springing of a multilayered material
- Authors: Tipalin S.A.1, Saprykin B.Y.1
-
Affiliations:
- Moscow State University of Mechanical Engineering (MAMI)
- Issue: Vol 7, No 2-2 (2013)
- Pages: 198-202
- Section: Articles
- URL: https://journals.eco-vector.com/2074-0530/article/view/68214
- DOI: https://doi.org/10.17816/2074-0530-68214
- ID: 68214
Cite item
Full Text
Abstract
The paper describes the research of springing of a multilayered material. It shows the comparison of springing of a single-layer and multilayered sample. The article considers the change character of springing that depends on a bend angle and internal radius.
Full Text
Пружинение листовых деталей называется упругое изменение размеров после снятия нагрузки. Наличие пружинения влияет не только на качество деталей, но и требует значительного изменения геометрии деформирующего инструмента [1, 3-8] Углом пружинения называется разность между углом детали после снятия нагрузки и углом детали до снятия нагрузки (углом инструмента). Пружинение отдельных участков заготовки всегда происходит в направлении, противоположном гибке. В процессе гибки в заготовке возникают напряжения, уравновешивающие внешние нагружение. После снятия нагрузки эти напряжения и вызывают упругую деформацию детали. Исследовались образцы из многослойного материала и проведено сравнение с однослойным материалом той же толщины. Исследование проводилась на универсальной испытательной машине Р-20. Гибке подвергались образцы размером 40х100 из листовой стали 08кп (однослойный материал) толщиной 1, 1,5 и 2 мм и антифона (многослойный материал) толщиной 1,2, 1.5 и 2 мм. Угол инструмента и угол детали после снятия нагрузки измерялись с помощью угломера. При изучении влияния радиуса гибки на угол пружинения использовался пуансон с углом 90° и радиусами закругления 2,5; 5; 10; 15 и 20 мм. При изучении влияния угла гибки используется пуансон радиусами закругления 2,5 и 20 мм и углами 60°, 90° и 120°. Схема гибки приведена на рисунке 1. На рисунке 2 представлена, использованная в ходе исследования, оснастка (пуансоны и матрица). По данным полученных в ходе опытов были построены графики зависимости угла пружинения от относительного радиуса закругления пуансона при угле гибки 90°, для стали и антифона толщиной 2 мм (рисунок 3), толщиной 1,5 мм (рисунок 4). И для стали толщиной 1 мм и антифона толщиной 1,2 мм от радиуса гибки (рисунки 5). Рисунок 1. Схема гибки Рисунок 2. Оснастка Рисунок 3. Стали и антифона толщиной 2 мм (1-однослойный материал, 2- многослойный материал) Рисунок 4. Стали и антифона толщиной 1,5 мм (1- однослойный материал, 2- многослойный материал) Рисунок 5. Стали толщиной 1 мм антифона толщиной 2 мм (1- однослойный материал, 2- многослойный материал) Рисунок 6. Стали и антифона толщиной 2 мм при радиусе гибки 2,5 мм (1- однослойный материал, 2- многослойный материал) Рисунок 7. Стали и антифона толщиной 2 мм при радиусе гибки 20 мм (1- однослойный материал, 2- многослойный материал) Рисунок 8. Стали и антифона толщиной 1,5 мм при радиусе гибки 2,5 мм (1- однослойный материал, 2- многослойный материал) Рисунок 9. Стали и антифона толщиной 1,5 мм при радиусе гибки 20 мм (1- однослойный материал, 2- многослойный материал) Рисунок 10. Стали толщиной 1 мм и антифона толщиной 2 мм при радиусе гибки 2,5 мм (1- однослойный материал, 2- многослойный материал) Также были построены графики влияния угла гибки на угол пружинения для однослойного и многослойного материала толщиной 2 мм при радиусе гибки 2,5 мм (рисунок 6) и радиусе гибки 20 мм (рисунок 7), толщиной 1,5 мм при радиусе гибки 2,5 мм (рисунок 8) и радиусе гибки 20 мм (рисунок 9), толщиной 1 мм для стали и для антифона при радиусе гибки 2,5 мм (рисунок 10) и радиусе гибки 20 мм (рисунок 11). Рисунок 11. Стали толщиной 1 мм и антифона толщиной 2 мм при радиусе гибки 20 мм (1- однослойный материал, 2- многослойный материал) Проанализировав полученные результаты можно заметить, что у многослойных материалов, так же как и однослойных, угол пружинения растет с увеличением радиуса гибки. При малых радиусах изгиба у обоих материалов угол пружинения отрицательный. Это происходит из-за того что при малых радиусах гибки предварительно изогнутые боковые участки заготовки на последней стадии гибки распрямляющиеся [ 1-2]. А пружинение данных участков значительно больше, чем пружинение центральной части образца. У обоих материалов, при больших радиусах гибки, с увеличением угла гибки, угол пружинение уменьшается. В следствии того, что многослойный материал состоит из двух стальных слоёв, соединённых клеевой прослойкой, многослойный материал имеет пружинение примерно в 1,5 раза выше, для всех исследованных толщин и радиусов гибки, по сравнение с однослойной сталью. Исключение может составлять радиус 5 мм, при котором сталь имеет большее пружиненние. При малых радиусах гибки максимальное значение пружинения у многослойного материала показано при угле 90° которое в 1,5 раза выше чем при больших углах гибки и в 2 раза выше чем при малых углах. При сравнение материалов с разной толщиной, сталь толщиной 1мм и антифон толщиной 2 мм, можно увидеть, что при всех радиусах гибки более тонкая сталь пружинит больше примерно в 1,5 раз. В свою очередь при малых и больших углах гибки, при радиусе пуансона 2,5 и 20 мм, материалы имеют практически одинаковое пружинение. Выводы У многослойного материал так же как и у однослойного при увеличении радиуса гибки увеличивается угол пружинения. При малых радиусах гибки угол пружинения отрицательный. Многослойный материал толщиной 2 мм и однослойный материалы толщиной 1 мм при угле 60° и 120° имеют практически одинковый угол пружинения, при угле 90° более тонкий однослойный материал пружинит больше при всех радиусах гибки. Многослойный материал имеет большее пружинение при различных толщинах, радиусах и углах гибки примерно в 1,5 раза по сравнению с однослойным материалом.×
About the authors
S. A. Tipalin
Moscow State University of Mechanical Engineering (MAMI)
Email: ti@mami.ru
Ph.D.; (495) 223-05-23 ext. 1113
B. Yu. Saprykin
Moscow State University of Mechanical Engineering (MAMI)(495) 223-05-23 ext. 1113
References
- Норицын И. А., Калпина Ю. Г., Определение угла пружинения при одноугловой гибке, Вестник Машиностроения, №1, Москва, 1968 г. 63-66 с.
- Калпин Ю.Г., Перфилов В.И., Петров П.А., Рябов В.А., Филиппов Ю.К. Сопротивление деформации и пластичность металлов при обработке давлением / Учебное пособие // М.:Машиностроение. 2011. 244с., 73 ил.
- Саушкин Г.Б., Моргунов Ю.А. Электрохимическое нанесение информации на поверхность деталей машин/ Упрочняющие технологии и покрытия 2009 №12. С.45-49.
- Митрюшин Е.А., Моргунов Ю.А., Саушкин С.Б. Унифицированные технологии изготовления штампов с применением электрофизических методов обработки / Металлообработка 2010. № 2. С.42-45.
- Митрюшин Е.А., Моргунов Ю.А., Саушкин С.Б. Анализ тенологических решений при изготовлении штампов для горячей объемной штамповки / Металлообработка 2009. №6. С. 26-28.
- Астахов Ю.П., Кочергин С.А., Митрюшин Е.А., Моргунов Ю.А., Саушкин Г.Б., Саушкин Б.П. Микрообработка поверхностных рельефов с применением физико-химических методов воздействия на материал / Наукоемкие технологии в машиностроении. 2012. №7. С.33-38.
- Типалин С.А., Сапрыкин Б.Ю., Шпунькин Н.Ф. Краткий обзор многослойных листовых деформируемых материалов используемых для защиты от шума / Известия МГТУ «МАМИ» 2012. №2., том 2 С.194-199
- Соболев Я.А., Аверкиев А.Ю., Шпунькин Н.Ф., Феофанова А.Е. Ковка и штамповка /Справочник в 4-х томах / Москва, 2010