plik Adobe PDF / Get full paper - Adobe PDF file

KOMISJA BUDOWY MASZYN PAN – ODDZIAà W POZNANIU
Vol. 29 nr 1
Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji
2009
STANISàAW KUT
FUNKCJA ODKSZTAàCALNOĝCI GRANICZNEJ
DLA PROCESÓW WYKRAWANIA
Projektowanie oprzyrządowania do procesu wykrawania, uwzglĊdniające jakoĞü geometryczną
otrzymywanych wyrobów, jest obecnie bardzo trudne. JakoĞü geometryczna wykrawanego elementu nie zaleĪy tylko od zaáoĪonego luzu czy metody wykrawania, ale takĪe od wielu innych
czynników: geometrycznych, technologicznych i materiaáowych. Obecnie technolog w zasadzie
nie dysponuje narzĊdziami, które pozwoliáyby na etapie projektowania procesu okreĞliü jakoĞü
powierzchni przeciĊcia. Dotyczy to zarówno wykrawania zwykáego, jak i dokáadnego. DostĊpne
metody numeryczne, oparte gáównie na MES, pozwalają z duĪą dokáadnoĞcią okreĞlaü ugiĊcie czy
zaokrąglenie wykrawanego elementu, lecz nie pozwalają skutecznie prognozowaü początku pĊkania ciągliwego i jego trajektorii bez eksperymentalnej weryfikacji modelu numerycznego. Z tego
wzglĊdu opracowano i zaproponowano funkcjĊ pozwalającą przewidywaü juĪ na etapie projektowania początek pĊkania ciągliwego w róĪnych warunkach i podczas stosowania róĪnych metod
wykrawania (w tym dokáadnego).
Sáowa kluczowe: wykrawanie, pĊkanie ciągliwe, funkcja odksztaácalnoĞci granicznej
1. WPROWADZENIE
Jednym z najbardziej rozpowszechnionych w przemyĞle sposobów wytwarzania elementów z blach, zapewniającym bardzo duĪą wydajnoĞü, jest wykrawanie. Wykrawany element uzyskiwany w wyniku wykrawania zwykáego nie
zawsze speánia stawiane mu wymagania jakoĞciowe (rys. 1a). Wymagania te
dotyczą przede wszystkim dokáadnoĞci wymiarowo-ksztaátowej. Aby ją uzyskaü,
naleĪy stosowaü dodatkowe operacje obróbkowe. Doprowadziáo to do powstania
i rozwoju metod wykrawania dokáadnego [3, 6, 12], które umoĪliwiają uzyskanie w jednej operacji wykrojek wysokiej jakoĞci, charakteryzujących siĊ gáadką
powierzchnią przeciĊcia na caáej gruboĞci wyrobu (rys. 1b), dobrze zachowaną
prostopadáoĞcią powierzchni przeciĊcia do powierzchni wyrobu, maáymi wygiĊciami wyrobów, maáą wysokoĞcią zadziorów oraz dobrą dokáadnoĞcią wymiarową. Do wielu zastosowaĔ takie wykrawane elementy są wyrobami gotowymi.
Dr inĪ. – Katedra Przeróbki Plastycznej Politechniki Rzeszowskiej.
S. Kut
94
a)
b)
Rys. 1. Przykáadowy teoretyczny ksztaát powierzchni przeciĊcia wykrawanego elementu: a) otrzymanego w wyniku plastycznego ciĊcia i pĊkania, b) otrzymanego w wyniku plastycznego ciĊcia; a – zaokrąglenie, b – strefa plastycznego ciĊcia, c – strefa pĊkania, d – zadzior, E – kąt pĊkania, f – ugiĊcie,
g – gruboĞü blachy
Fig. 1. Example, theoretical blank cross section form: a) achieved by plastic cutting and fracture,
b) achieved by plastic cutting; a – roll over zone, b – sheared zone, c – fracture zone, d – burr,
E – fracture angle, f – deflection, g – sheet thickness
JuĪ w fazie projektowej oprzyrządowanie do procesu wykrawania powinno
byü tak skonstruowane, aby zapewniü wymaganą jakoĞü geometryczną wyrobów. Definiowana jest ona jako stopieĔ speánienia przez wykrawany element
postawionych wymagaĔ odnoĞnie do dokáadnoĞci wymiarowo-ksztaátowej ze
szczególnym uwzglĊdnieniem geometrycznej struktury powierzchni przeciĊcia
[8]. Nie oznacza to jednak, Īe aby uzyskaü gáadką powierzchniĊ przeciĊcia, naleĪy automatycznie wybraü jedną z metod wykrawania dokáadnego, gdyĪ
w niektórych przypadkach wymaganą jakoĞü moĪna uzyskaü metodami konwencjonalnymi (np. przez zmniejszenie luzu i zastosowanie páaskiego dociskacza), co jest ekonomicznie bardzo korzystne. CzĊsto zdarza siĊ równieĪ, Īe nawet zastosowanie najbardziej wyrafinowanych metod wykrawania dokáadnego
(np. ze spĊczaniem granią klinową i przeciwstemplem) nie prowadzi do uzyskania gáadkiej powierzchni przeciĊcia (bez powstania záomu rozdzielczego).
W praktyce inĪynierskiej o moĪliwoĞci lub niemoĪliwoĞci uzyskania gáadkiej
powierzchni przeciĊcia przekonujemy siĊ zazwyczaj po wytworzeniu wykrojnika i wykonaniu pierwszych prób. Jest to jednak czasocháonne i pociąga za sobą
bardzo duĪe koszty.
Coraz powszechniej do symulacji procesów wykrawania wykorzystywane są
metody oparte na MES. Jednak proces ten jest szczególnie trudny do opisu matematycznego i modelowania, gdyĪ wystĊpują w nim wszystkie fazy odksztaácenia materiaáu, áącznie z fazą pĊkania ciągliwego. Ponadto charakterystyka mechaniczna, duĪe zmiany geometrii ksztaátowanego materiaáu, jak równieĪ zjawisko tarcia powodują, Īe jest to zagadnienie silnie nieliniowe. Z tego wzglĊdu,
w przeciwieĔstwie do zagadnieĔ liniowych, nowo zbudowany model numeryczny procesu wykrawania nie gwarantuje zbieĪnoĞci otrzymanych wyników, konieczna jest eksperymentalna weryfikacja. Jednak rozwój i coraz wiĊksze moĪ-
Funkcja odksztaácalnoĞci granicznej dla procesów wykrawania
95
liwoĞci metod numerycznych sprawiáy, Īe proces wykrawania z powodzeniem
moĪe byü modelowany w zakresie fazy odksztaáceĔ sprĊĪystych, sprĊĪysto-plastycznych i plastycznych, do momentu początku pĊkania. W zdecydowanej
wiĊkszoĞci opublikowanych prac początek pĊkania jest okreĞlany na podstawie
jednego z tzw. technologicznych kryteriów pĊkania, np. Rieca i Traceya [16,
17], Oyane [1, 5], Corckrofta i Lathama [14, 15], Goijaertsa i innych [2], Brozzo
[13] itd. Kryterium pĊkania czĊsto jest zapisywane matematycznie w postaci
ogólnej za pomocą caáki [5]:
³ f (V , H z )
HR
C.
(1)
0
Oznacza to, Īe pĊkanie nastĊpuje wówczas, gdy wartoĞü caáki osiągnie pewną
wartoĞü krytyczną C. Jednak wartoĞü C nie zaleĪy tylko od rodzaju materiaáu
czy stanu materiaáu, ale równieĪ od stanu naprĊĪenia V(zmiennego w trakcie
procesu), który decyduje o odksztaáceniu do momentupĊkaniaHR. Z tego wzglĊdu wartoĞü C naleĪy wyznaczaü dla konkretnego modelowanego procesu. WiąĪe
siĊ to, niestety, z wczeĞniejszym przeprowadzeniem badaĔ eksperymentalnych
w celu okreĞlenia początku pĊkania, co na etapie projektowania procesu wydaje
siĊ absurdalne. Dobre efekty w prognozowaniu pĊkania na etapie projektowania
moĪna uzyskaü, stosując jako kryterium powstania záomu tzw. wskaĨnik wykorzystania odksztaácalnoĞci [4, 7, 10]:
³ H R (k )
HR
dH
1,
(2)
0
gdzie: H
– odksztaácenie zastĊpcze,
HR(k) – funkcja odksztaácalnoĞci granicznej.
Kryterium to uwzglĊdnia stan naprĊĪenia i moĪe byü stosowane do wszystkich procesów, jednak jego praktyczne zastosowanie wymaga znajomoĞci funkcji odksztaácalnoĞci granicznej HR = f(k), gdzie k jest wskaĨnikiem stanu naprĊĪenia definiowanym jako iloraz naprĊĪenia Ğredniego i intensywnoĞci naprĊĪenia. Wyznaczenie funkcji odksztaácalnoĞci granicznej w caáym zakresie stanów
naprĊĪeĔ (–0,66 ” k • 0,66 dla páaskiego stanu naprĊĪenia) nie jest zadaniem
áatwym, zwáaszcza w odniesieniu do próbek páaskich wykonanych z blach. Ze
wzglĊdu na róĪne trudnoĞci dotychczas nie opracowano skutecznej metody wyznaczania funkcji odksztaácalnoĞci granicznej. Podczas wykrawania zwykáego
stan naprĊĪenia zaleĪy gáównie od szczeliny wykrawania i zmienia siĊ Ğrednio
w obszarze ciĊcia od prostego Ğcinania (k = 0) w początkowej fazie procesu do
jednoosiowego rozciągania (k = 0,33) w koĔcowej fazie ciĊcia plastycznego [9].
Dlatego w tym przypadku wystarczająca jest znajomoĞü funkcji HR = f(k).
W metodach dokáadnego wykrawania wymagany zakres stanów naprĊĪeĔ k jest
znacznie wiĊkszy.
96
S. Kut
Brak prostych i skutecznych metod prognozowania jakoĞci powierzchni
przeciĊcia wykrojek na etapie projektowania procesu wykrawania staá siĊ podstawą podjĊcia badaĔ w tym zakresie.
2. BADANIA EKSPERYMENTLNE
Celem badaĔ byáo opracowanie sposobu przewidywania jakoĞci powierzchni
przeciĊcia na etapie projektowania procesu wykrawania. Program badaĔ obejmowaá wykonanie prób wykrawania w róĪnych warunkach stanu naprĊĪenia.
W badaniach eksperymentalnych wykorzystano specjalny przyrząd do odcinania
(rys. 2). Zmienne warunki uzyskano przez zmiany luzu, zastosowanie dociskacza
oraz wstĊpne wygiĊcie blachy. WstĊpne wygiĊcie póáwyrobu pozwala uzyskaü
korzystny stan naprĊĪeĔ Ğciskających w obszarze ciĊcia, co w wielu przypadkach
prowadzi do otrzymania gáadkiej po18
wierzchni przeciĊcia bez koniecznoĞci stosowania skomplikowanych wykrojników do
wykrawania dokáadnego [6, 11].
Procesowi odcinania poddano próbki
w postaci pasków, wyciĊtych z blachy stalowej niskowĊglowej, o gruboĞci nominalnej 2,5 mm i szerokoĞci 16 mm wycinanych wzdáuĪ kierunku walcowania. WáaĞciwoĞci mechaniczne materiaáu próbek
wyznaczone w próbie jednoosiowego roz.. ciągania na maszynie wytrzymaáoĞciowej
UTS 100 wynosiáy: granica plastycznoĞci
R
e = 187 MPa, wytrzymaáoĞü na rozciągaRys. 2. Schemat przyrządu do odcinania:
1 – matryca, 2 – próbka, 3 – dociskacz, nie Rm = 310 MPa, wykáadnik krzywej
4 – stempel, Lj – luz jednostronny, D – kąt umocnienia n = 0,184. Badania prowadzowstĊpnego wygiĊcia
no w trzech wariantach. W kaĪdym warianFig. 2. The cutting device scheme: 1 – die,
cie
przyjmowano cztery wartoĞci luzu Lj,
2 – specimen, 3 – blankholder, 4 – punch,
wynoszące 0,125; 0,075; 0,04 oraz | 0 mm.
Lj – clearance, D – die face initiation angle
Pierwszy wariant obejmowaá próby 1÷4
(tabl. 1). Zastosowano w nich wstĊpne wygiĊcie o kąt D = 6o oraz docisk siáą
Pd = 40 kN przy poszczególnych wartoĞciach luzów. W wariancie drugim (próby 5÷8) stosowano páaską matrycĊ i dociskacz (D = 0o), a siáa docisku
Pd = 40 kN. W trzecim wariancie (próby 9÷12) przyjĊto wartoĞci luzów takie jak
w wariancie drugim, lecz bez dociskacza. Promienie zaokrąglania krawĊdzi tnących rm i rs wszystkich narzĊdzi wynosiáy | 0,05 mm. W sumie wykonano 12
prób wykrawania. W kaĪdej wykrawano 3 elementy, a nastĊpnie za pomocą
mikroskopu warsztatowego zmierzono strefĊ zaokrąglenia kaĪdego z nich.
Funkcja odksztaácalnoĞci granicznej dla procesów wykrawania
97
UĞrednione wartoĞci pomiarów zamieszczono w tablicy 1. Wykorzystując ukáad
pomiarowy z przetwornikiem typu Spider 8, w trakcie poszczególnych prób
wykrawania rejestrowano siáĊ i przemieszczenia stempla, a nastĊpnie sporządzano charakterystyki siáowe, na podstawie których okreĞlano zagáĊbienie stempla
w materiaá w momencie pĊkania hmax w poszczególnych próbach (tabl. 1).
3. WYNIKI I ICH ANALIZA
Przykáadowe charakterystyki siáowe dla trzech prób z luzem Lj § 0 przedstawiono na rys. 3. W przypadku wykrawania ze wstĊpnym wygiĊciem (linia ciągáa)
czĊĞü charakterystyki w zakresie przemieszczenia stempla od –1 do 0 jest wynikiem prostowania przez niego wstĊpnie wygiĊtej blachy. Po wyprostowaniu jej
i wywoáaniu w obszarze ciĊcia korzystnego stanu naprĊĪeĔ Ğciskających narzĊdzie
zaczyna siĊ zagáĊbiaü w materiaá. Faza plastycznego ciĊcia w tym przypadku trwa
do chwili osiągniĊcia przez stempel zagáĊbienia wynoszącego 2,5 mm, co odpowiada gruboĞci blachy. Oznacza to, Īe caáa powierzchnia przeciĊcia wykrawanego
elementu jest gáadka, co potwierdziáy obserwacje. Wykrawanie zwykáe bez docisku mimo korzystnego luzu nie zapewniáo gáadkiej powierzchni przeciĊcia na
caáej gruboĞci. PĊkanie rozpoczyna siĊ (linia podwójnie przerywana) przy zagáĊbieniu stempla wynoszącym 1,21 mm, co powoduje, Īe udziaá strefy pĊkania
w stosunku do gáadkiej strefy plastycznego ciĊcia wynosi okoáo 50%. UĪycie docisku znacznie opóĨnia początek pĊkania (linia przerywana), a záom rozdzielczy
powstaje dopiero przy zagáĊbieniu stempla wynoszącym 2,24 mm.
Wyniki zawarte w tablicy 1 przedstawiono graficznie na rys. 4. Sporządzono
w ten sposób funkcjĊ odksztaácalnoĞci granicznej dla procesu wykrawania. Jest to
zaleĪnoĞü pomiĊdzy wielkoĞcią zaokrąglenia a zagáĊbieniem stempla w materiaá
w momencie początku pĊkania ciągliwego. Oznacza to, Īe istnieje fizyczna zaleĪnoĞü pomiĊdzy wielkoĞcią zaokrąglenia wykrawanego elementu a jakoĞcią powierzchni przeciĊcia. Dla badanej blachy zaleĪnoĞü tĊ moĪna matematycznie zapisaü po aproksymacji danych eksperymentalnych w postaci funkcji wykáadniczej:
hmax
174,55 exp^ 8,56 ˜ (a/g )`.
(3)
Funkcja ta, wyznaczona jednorazowo, dla konkretnej blachy jest uniwersalna,
gdyĪ nie zaleĪy bezpoĞrednio od parametrów geometrycznych procesu, takich jak
luz wykrawania, promieĔ zaokrąglenia narzĊdzi itd. W wielkoĞci zaokrąglenia jest
uwzglĊdniony zarówno wpáyw czynników geometrycznych procesu, jak i materiaáowych, np. zdolnoĞü materiaáu do umocnienia. Znając przebieg tej funkcji, projektant moĪe tak projektowaü proces, aby uzyskaü wymaganą jakoĞü powierzchni
przeciĊcia. Dla przykáadu, jeĪeli projektant tak zaprojektuje proces wykrawania,
Īe zaokrąglenie wykroki a bĊdzie mniejsze niĪ 0,17 mm, to bĊdzie mógá wykonaü
wykrawanie dokáadne. JeĪeli natomiast warunek ten nie bĊdzie speániony, to na-
S. Kut
98
wet uĪycie drogich i skomplikowanych narzĊdzi wykrawających nie pozwoli uzyskaü gáadkiej powierzchni przeciĊcia na caáej gruboĞci wykrawanego elementu.
Praktyczne zastosowanie funkcji odksztaácalnoĞci granicznej do procesów wykrawania na etapie projektowania procesu wymaga znajomoĞci wielkoĞci strefy zaokrąglenia. MoĪna ją z duĪą dokáadnoĞcią prognozowaü metodami numerycznymi
opartymi na metodzie elementów skoĔczonych (MES). WiąĪe siĊ to ze zbudowaniem modelu numerycznego procesu wykrawania. W tym przypadku wystarczy
opracowaü model tylko początkowego etapu wykrawania, zagáĊbiając stempel na
pewną gáĊbokoĞü, bez koniecznoĞci dokáadnego modelowania fazy duĪych odksztaáceĔ plastycznych i pĊkania. Po odciąĪeniu próbki moĪna okreĞliü wielkoĞü
zaokrąglenia. NastĊpnie na podstawie zaproponowanej funkcji odksztaácalnoĞci
granicznej dla procesów wykrawania moĪna odczytaü wielkoĞü zagáĊbienia, przy
której moĪe nastąpiü faza pĊkania i w ten sposób prognozowaü jakoĞü powierzchni
przeciĊcia. Gdy bĊdzie ona niezadowalająca, moĪna zmodyfikowaü ksztaát narzĊdzi wykrawających lub zastosowaü inną metodĊ wykrawania.
25
siáa wykrawania [kN] 1
20
próba 12
próba 8
próba 4
15
10
5
0
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
przemieszczenie stempla h [mm]
Rys. 3. Przykáadowe charakterystyki siáowe uzyskane podczas wykrawania z luzem „zerowym”:
próba 4 (linia ciągáa) – wstĊpne wygiĊcie i docisk; próba 8 (linia przerywana) – wykrawanie zwykáe z dociskiem, próba 12 (linia podwójnie przerywana) – wykrawanie zwykáe bez docisku
Fig. 3. Example force characteristics for banking with “zero” clearance: test 4 (solid line) – initial
bending and pressure; test 8 (dashed line) – standard blanking with pressure, test 12 (double-dashed line) – standard blanking without pressure
Funkcja odksztaácalnoĞci granicznej dla procesów wykrawania
99
Tablica 1
Zestawienie wyników pomiarów dla poszczególnych prób
Summary of measurement results for individual tests
Numer
próby
D>R@
Lj [mm]
Pd [kN]
a [mm]
a/g
hmax
[mm]
(hmax/g)
[%]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
6
6
6
6
0
0
0
0
0
0
0
0
0,125
0,075
0,04
0
0,125
0,075
0,04
0
0,125
0,075
0,04
0
40
40
40
40
40
40
40
40
0
0
0
0
0,26
0,23
0,19
0,17
0,28
0,24
0,20
0,17
0,45
0,42
0,38
0,36
0,106
0,093
0,077
0,068
0,112
0,097
0,080
0,069
0,179
0,167
0,151
0,146
1,66
1,78
2,17
2,5
1,68
1,83
2,11
2,24
0,73
0,93
1,06
1,21
67,75
72,65
88,57
100
68,57
74,69
86,12
91,43
29,79
37,95
43,26
49,39
Obecnie proces wykrawania z powodzeniem jest modelowany w zakresie odksztaáceĔ sprĊĪystych, sprĊĪysto-plastycznych i plastycznych, uzyskuje siĊ tutaj
zadowalającą zgodnoĞü wyników bez koniecznoĞci kaĪdorazowej ich weryfikacji z eksperymentem. Zaproponowaną funkcjĊ (rys. 4) dla konkretnej blachy
moĪna wyznaczyü doĞwiadczalnie na podstawie kilku prostych prób wykrawania umoĪliwiających uzyskanie wyrobów o róĪnych powierzchniach przeciĊcia.
MoĪna do tego wykorzystaü jeden specjalnie do tego celu skonstruowany przyrząd, który pozwoli prowadziü wykrawanie z uĪyciem wymiennych stempli
i dociskaczy o róĪnym ksztaácie lub kilku typowych wykrojników do wykrawania zwykáego i dokáadnego. Nie wymaga to równieĪ specjalnego przygotowywania próbek i specjalnych przyrządów pomiarowych. Z tego wzglĊdu proponowana funkcja moĪe byü stosowana w praktyce inĪynierskiej na etapie projektowania narzĊdzi wykrawających.
S. Kut
100
100
4
8
zagáĊbienie
stemplah(hmax
[%]
max/g)
zagáĊbienie stempla
[%]
a
90
3 7
80
2
70
6
PĉKANIE
5
1
60
12
50
11
40
10
CIĉCIE PLASTYCZNE
30
9
hmax = 174,55e-8,5629(a/g)
20
2
R = 0,9894
10
0
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
0,14
0,16
0,18
a/g a/g
.
Rys. 4. ZaleĪnoĞü pomiĊdzy zagáĊbieniem stempla w materiaá w chwili początku pĊkania a wielkoĞcią strefy zaokrąglenia wykrawanego elementu dla badanej blachy
Fig. 4. Relationship between punch immersion into material when the fracture begins and roll over
zone size of blank for tested sheet metal
4. PODSUMOWANIE
Przeprowadzone badania wykazaáy, Īe w procesie wykrawania wielkoĞü zaokrąglenia jest powiązana z odksztaáceniem granicznym, po którego przekroczeniu nastĊpuje pĊkanie ciągliwe. Powiązanie to moĪna przedstawiü za pomocą
funkcji wykáadniczej. Zaokrąglenie na wykrawanych elementach wystĊpuje zawsze, a jego wielkoĞü zaleĪy od zastosowanego materiaáu, metody wykrawania
i innych parametrów procesu. Im wiĊksze zaokrąglenie, tym proces dekohezji
nastĊpuje wczeĞniej. PoniĪej pewnej wartoĞci zaokrąglenia, zaleĪnej przede
wszystkim od rodzaju i stanu materiaáu oraz jego zdolnoĞci do umocnienia, rozdzielenie zachodzi wyáącznie na skutek odksztaáceĔ plastycznych, co pozwala
uzyskaü gáadką powierzchniĊ przeciĊcia na caáej gruboĞci wyrobu. Zaproponowana funkcja odksztaácalnoĞci granicznej dla procesów wykrawania moĪe byü wyznaczona z uĪyciem typowych narzĊdzi wykrawających, pozwalających prowadziü proces dla róĪnych stanów naprĊĪeĔ w trakcie wykrawania. Raz wyznaczona
funkcja odksztaácalnoĞci granicznej dla danej blachy moĪe byü stosowana podczas
Funkcja odksztaácalnoĞci granicznej dla procesów wykrawania
101
projektowania wszystkich procesów obróbki plastycznej opartych na poprzecznym Ğcinaniu materiaáu.
LITERATURA
[1] Clift S. E., Hartley P., Strugess C. E. N., Rowe G. W., Faracture prediction in plastic deformation pprocess, Int. J. Mech. Sci., 1990, 32, s. 1 – 17.
[2] Goijaerts A. M., Govaert L. E., Baaijens F. P. T., Ductile facture modeling for diferent
metsls in blanking, J. Material. Procces. Technol., 2001, 110, s. 312 – 323.
[3] Gronostajski J., Matuszak A., Sposoby dokáadnego wykrawania z blach, Mechanik, 1971,
9, s. 493 – 496.
[4] Grosman F., Tkocz M., Application of the formability limit function in prediction of the
material fracture, Archives of Civil and Mechanical Engineering, 2004, vol. 4, 3, s. 77 – 84.
[5] Hambli R., Reszka M., Fracture criteria identification using an inverse technique method
and blanking experiment, Int. J. Mech. Sci., 2002, 44, s. 1349 – 1361.
[6] Kut S., Sposób wykrawania ze wstĊpnym wygiĊciem póáwyrobu, Rudy Metale, 2004, 49,
s. 127 – 130.
[7] Kut S., The method of ductle fracture modelling and predicting the shape of blank, w: Progressive Technologies and Materials, Rzeszów, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej 2007, s. 15 – 23.
[8] Kut S., Wpáyw wybranych parametrów na jakoĞü wyrobów w procesie wykrawania dokáadnego, Rzeszów, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej 2006.
[9] Kut S., Wpáyw stanu naprĊĪenia na odksztaácenie pĊkania materiaáu w procesie wykrawania,
Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej, Mechanika, 2007, z. 216, s. 87 – 92.
[10] Kut S., Modelowanie fazy pĊkania ciągliwego w procesie wykrawania w ujĊciu MES, Acta
Mechanica et Automatica, 2008, vol. 2, 4, s. 62 – 66.
[11] Kut S., Mucha J., Stachowicz F., Patent RP, sposób dokáadnego wykrawania elementów
z blach i otworów oraz wykrojnik do realizacji tego sposobu, P 355081, 2008.
[12] Soákowski T., Wykrawanie dokáadne z termicznym Ğciskaniem, Obróbka Plastyczna, 1974, 4.
[13] Song Y., Xsiaolong X., Jie Z., Zhen Z., Ductile fracture modelling of initiation end
propsgstion in sheet-metal blanking processes, J. Material. Process. Techn., 2007, 187 – 188,
s. 169 – 172.
[14] Taupin E., Breitling Wu W., Altan T., Material fracture and burr formation in blanking
results of FEM simulations and comparision with experiments, J. Material. Process. Technol.,
1996, 59, s. 68 – 78.
[15] Thipprakmas S., Rojananan S., Paramaputi P., An investigation of step taper-shaped
punch in piercing pprocess using finite element method, J. Material. Process. Techn., 2008,
197, s. 132 – 139.
[16] Thipprakmas S., Finite element analysis of V-ring intender mechanizm in finie-blanking
process, Materials and Desigen, 2009, 30, s. 526 – 531.
[17] Zhao Z., Zhuang X., Xie X., An improved ductile fracture criterion for finie-blanking
process, J. Shanghai Jiaotong Univ. (Sci.), 2008, 13 (6), s. 702 – 706.
Praca wpáynĊáa do Redakcji 4.03.2009
Recenzent: dr hab. inĪ. Jan Materniak
102
S. Kut
FORMABILITY LIMIT FUNCTION FOR MATERIAL BLANKING PROCESSES
S u m m a r y
Currently, developing the tolling for material blanking process, where the geometrical quality
of finished product is accounted for, is very difficult. The geometrical quality of the blank depends
not only on assumed clearance value or cutting method, but also on multiple various geometrical,
process and material factors. Currently, the process engineer has no generally tools available to
determine the cross-cut section quality during the process design phase. This applies both to standard and precision blanking. Available numerical methods are based mainly on FEM and enable
high precision blank bending or rolling over, whereas they are unable to forecast the beginning of
ductile fracture phase and its trajectory precisely without experimental verification of the numerical model. Therefore the function to determine the beginning of ductile fracture phase depending
on various conditions and blanking methods (including precision blanking) during the design
phase has been proposed and developed.
Key words: blanking, ductile fracture, formability limit function