⚙️ Блог Штамповщика

​​​​​​​​Кривые/диаграммы предельного формообразования - универсальный инструмент проверки штампуемости на вытяжке (основной формообразующей операции, но также релевантно для дотяжки, калибровки), и для холодной листовой штамповки это примерно как для химии таблица Менделеева. Изобретены они были выдающимся американским учёным и исследователем Стюартом Килером (Stuart Keeler 1934-2019), он предложил их в своей докторской диссертации в 1964 году, и уже через несколько лет они получили распространение по всему миру. Листовая штамповка имеет дело с заготовками, толщина которых пренебрежимо мала по сравнению с двумя другими измерениями (длиной и шириной), при этом критичной для формообразования является именно толщина, и в процессе вытяжки есть две крайности, которых надо избегать: чрезмерное складкообразование (от недостаточного натяжения) и трещины/зародыши трещин-утонения (от избыточного натяжения), причем иногда чрезмерные складки тоже ведут к трещинам. До Килера наши предки проверяли штампуемость той или иной детали опытным путем или по интуиции (как говорят, интуиция тоже идёт от опыта, просто очень большого). Основная его идея была простой как все гениальное: он нанес на листовую заготовку сетку с плотно расположенными ячейками круглой формы (сейчас это при необходимости делается лазерной разметкой), получил вытяжной переход, и обнаружил, что ячейки в зависимости от их расположения (типа их напряжённого состояния, как мы скажем сейчас) приобретают несколько типов форм - кружок где-то приобретает форму более или менее вытянутого эллипса, где-то равномерно или неравномерно увеличивается и т.п. Экспериментируя с разными типами простых форм вытяжки (полусферы, "коробочки" различной глубины, размеров и толщины) он обнаружил четкие закономерности в части изменения толщины для разных ячеек, и соответственно образования складок и трещин в месте той или иной ячейки (ниже на иллюстрации мы разберем это на примере боковины Кадиллака CT6). Далее он составил простую кривую для одного из вытяжных переходов на следующем графике: представьте себе эллипс и круг в той или иной зоне, по оси абсцисс мы фиксируем изменение его размера по вертикали, по оси ординат - по горизонтали. За "ноль" берём изначальный размер круга, то есть в случае уменьшения его размеров по одной оси мы попадаем в "минус". В итоге, отмечая на графике размеры полученных на вытяжке овальных и круглых форм, мы получаем некое облако точек, в котором Килер выделил области чрезмерного складкообразования (в "минусовой" части графика), чрезмерного увеличения (равномерного или нет) относительно изначального размера ячейки; и соответственно поверх всех этих областей для определенного материала на многих образцах он вывел кривую предельного формообразования (англ. Forming limit curve - FLC; фр. Courbe limite du formage - CLF), показывающую нам технологические пределы вытяжки для заданных условий. Сам график с обозначенными областями, облаком точек и кривой поверх них стали называть диаграммой предельного формообразования. Прошли годы, появилось компьютерное моделирование, и теперь нам не нужно размечать заготовку и пробовать ее штамповать, рисуя облако точек по изменению формы ячеек: теперь симуляционный софт, учитывая толщину, марку стали или сплава, условия трения, геометрию получаемой детали и т.п., автоматически выстраивает эти точки и маркирует зоны на диаграмме. Давайте кратко разберём их. В крайней правой части диаграммы мы видим равномерно или неравномерно увеличившийся круг - зона расширения (англ. stretch, фр. expansion); в центре (где один из размеров ячеек остаётся неизменным) - зона плоского растяжения; в левой части - зона вытягивания, в крайней левой зоне - сжатие (там проходит интенсивное складкообразование). Кривая предельного формообразования проходит через все эти зоны: если несколько точек на диаграмме попадают на кривую или даже находятся выше - форма детали требует технологической проработки (увеличения радиусов, как крайний случай - уменьшения глубины вытяжки, уклона стенок, уменьшения сложности формы выштамповок и т.п.). #немного_матчасти

www.tgoop.com/metalformingforall/226

301 viewsedited  Jan 30, 2021 at 03:28

​​​​​​​​Кривые/диаграммы предельного формообразования - универсальный инструмент проверки штампуемости на вытяжке (основной формообразующей операции, но также релевантно для дотяжки, калибровки), и для холодной листовой штамповки это примерно как для химии таблица Менделеева. Изобретены они были выдающимся американским учёным и исследователем Стюартом Килером (Stuart Keeler 1934-2019), он предложил их в своей докторской диссертации в 1964 году, и уже через несколько лет они получили распространение по всему миру. Листовая штамповка имеет дело с заготовками, толщина которых пренебрежимо мала по сравнению с двумя другими измерениями (длиной и шириной), при этом критичной для формообразования является именно толщина, и в процессе вытяжки есть две крайности, которых надо избегать: чрезмерное складкообразование (от недостаточного натяжения) и трещины/зародыши трещин-утонения (от избыточного натяжения), причем иногда чрезмерные складки тоже ведут к трещинам. До Килера наши предки проверяли штампуемость той или иной детали опытным путем или по интуиции (как говорят, интуиция тоже идёт от опыта, просто очень большого). Основная его идея была простой как все гениальное: он нанес на листовую заготовку сетку с плотно расположенными ячейками круглой формы (сейчас это при необходимости делается лазерной разметкой), получил вытяжной переход, и обнаружил, что ячейки в зависимости от их расположения (типа их напряжённого состояния, как мы скажем сейчас) приобретают несколько типов форм - кружок где-то приобретает форму более или менее вытянутого эллипса, где-то равномерно или неравномерно увеличивается и т.п. Экспериментируя с разными типами простых форм вытяжки (полусферы, "коробочки" различной глубины, размеров и толщины) он обнаружил четкие закономерности в части изменения толщины для разных ячеек, и соответственно образования складок и трещин в месте той или иной ячейки (ниже на иллюстрации мы разберем это на примере боковины Кадиллака CT6). Далее он составил простую кривую для одного из вытяжных переходов на следующем графике: представьте себе эллипс и круг в той или иной зоне, по оси абсцисс мы фиксируем изменение его размера по вертикали, по оси ординат - по горизонтали. За "ноль" берём изначальный размер круга, то есть в случае уменьшения его размеров по одной оси мы попадаем в "минус". В итоге, отмечая на графике размеры полученных на вытяжке овальных и круглых форм, мы получаем некое облако точек, в котором Килер выделил области чрезмерного складкообразования (в "минусовой" части графика), чрезмерного увеличения (равномерного или нет) относительно изначального размера ячейки; и соответственно поверх всех этих областей для определенного материала на многих образцах он вывел кривую предельного формообразования (англ. Forming limit curve - FLC; фр. Courbe limite du formage - CLF), показывающую нам технологические пределы вытяжки для заданных условий. Сам график с обозначенными областями, облаком точек и кривой поверх них стали называть диаграммой предельного формообразования. Прошли годы, появилось компьютерное моделирование, и теперь нам не нужно размечать заготовку и пробовать ее штамповать, рисуя облако точек по изменению формы ячеек: теперь симуляционный софт, учитывая толщину, марку стали или сплава, условия трения, геометрию получаемой детали и т.п., автоматически выстраивает эти точки и маркирует зоны на диаграмме. Давайте кратко разберём их. В крайней правой части диаграммы мы видим равномерно или неравномерно увеличившийся круг - зона расширения (англ. stretch, фр. expansion); в центре (где один из размеров ячеек остаётся неизменным) - зона плоского растяжения; в левой части - зона вытягивания, в крайней левой зоне - сжатие (там проходит интенсивное складкообразование). Кривая предельного формообразования проходит через все эти зоны: если несколько точек на диаграмме попадают на кривую или даже находятся выше - форма детали требует технологической проработки (увеличения радиусов, как крайний случай - уменьшения глубины вытяжки, уклона стенок, уменьшения сложности формы выштамповок и т.п.). #немного_матчасти

BY ⚙️ Блог Штамповщика