INSTYTUT BUDOWY MASZYN

Transkrypt

1 1 IBM INSTYTUT BUDOWY MASZYN LABORATORIUM (z przedmiotu) TECHNIKI WYTWARZANIA Wykrawanie i tłocznictwo Temat ćwiczenia: Kucie i wyciskanie 1. Cel i zakres ćwiczenia: - poznanie procesów wykrawania i tłoczenia; - metoda wykonania miseczek na podstawie rysunku przedmiotu oraz założeń technologicznych; - zaprojektowanie procesu wytwarzania części kołowo symetrycznej bez kołnierza. 2. Wstęp teoretyczny Tłoczenie, obróbka plastyczna na zimno lub na gorąco, obejmująca procesy cięcia i kształtowania blach i taśm metalowych oraz niemetalowych folii i płyt. Wymagany kształt w procesie tłoczenia uzyskuje się przez cięcie, tj. oddzielenie zbędnych części od reszty materiału wyjściowego (do cięcia zalicza się odcinanie, wycinanie, dziurkowanie, przecinanie, okrawanie, nacinanie i rozcinanie) lub plastyczne kształtowanie materiału wyjściowego bez naruszenia jego spójności (np. przez:

2 2 wyginanie, zawijanie, skręcanie, profilowanie, wygniatanie, przetłaczanie, obciąganie, wywijanie, obciskanie). Tłoczenie przeprowadza się najczęściej na prasach. Tłocznik to przyrząd do tłoczenia na prasie. Tłocznik składa się z głowicy z osadzonym w niej stemplem, zamocowanej na suwaku prasy, oraz podstawy z matrycą, zamocowanej na stole. W zależności od rodzaju wykonywanych operacji tłoczniki dzielą się m.in. na: wykrojniki, wyginaki, zawijaki, zaginaki, wytłaczaki, ciągowniki. 3. Wyposażenie stanowiska Tabela 1 Metoda Wykrawanie Tłoczenie Urządzenia, narzędzia, materiały, przyrządy Taśma aluminiowa A1 szerokość ok. 50 mm Wykrojniki Prasa Mikroskop Suwmiarka AUB 140 Krążki z blachy d45mm Komplet tłoczników 4. Przebieg ćwiczenia 4.1. Wykrawanie a) budowa przyrządu do wykrawania wykrojnika rys.1. L luz, tzn. różnica wymiarów pomiędzy otworem w płycie tnącej a średnicą stempla.

3 3 L Rys. 1. Wykrojnik 1. Głowica 2. Płyta głowicowa 3. Przekładka 4. Płyta stemplowa 5. Stempel 6. Płyta prowadząca 7. Przekładka 8. Płyta tnąca (matryca) 9. Płyta podstawy

4 4 b) obliczenia parametrów procesu wykrawania średnica krążka: D : 45 mm współczynnik uwzględniający wzrost siły cięcia spowodowany zużyciem, tarciem itp.: k : 1.2 długość linii cięcia: l : π D l m grubość materiału (blachy): g b : 1.5 mm wytrzymałość na ścinanie: R t : Pa P tmax : k l g b R t P tmax N Wartość luzu: średnica otworu płyty tnącej: średnica stempla: d p : mm d s : 45 mm L l : d p d s L l 0.16 mm średnia grubość zadzioru: rozmiar zadziorów (z blachą) wykrojonego krążka (3 pomiary): P 1 : 1.52 mm P 2 : 1.53 mm P 3 : 1.51 mm P 1 + P 2 + P 3 g sr : 3 g b g sr 0.02 mm

5 5 c) szkic widoku powierzchni przecięcia krążka Rys. 2. Strefy charakterystyczne będące wynikiem wykrawania. 1. Zadzior 2. Strefa pęknięcia 3. Strefa błyszcząca 4. Strefa zaokrąglenia d) obliczenie położenia środka działania siły wykrawania (element z rys. 3) y L 6 l 5 l 4 L 7 Rys. 3. Element do wykrojenia l 2 l 3 L 8 l 1 L 9 x L 10

6 6 Tabela 2. Zestawienie długości odcinków oraz wartości współrzędnych. Długości odcinków Współrzędne środków ciężkości względem osi x Współrzędne środków ciężkości względem osi y l 1 10 x 1 0 y 1 5 l 2 25 x 2 12,5 y 2 10 l 3 8 x 3 25 y 3 14 l 4 35 x 4 13 y 4 27 l 5 10 x 5 0 y 241 l 6 80 x 6 40 y 6 46 l 7 50 x 7 72 y 7 27 l 8 15 x 8 73 y 8 10 l 9 10 x 9 80 y 9 5 l x y x 0 : mm x mm 10 5 y 0 : y mm mm

7 Tłoczenie a) budowa urządzenia do wykrawania rys Stempel 2. Tuleja prowadząca 3. Docisk 4. Matryca Rys. 4. Tłocznik b) przebieg doświadczenia zapoznanie się z budową zastosowanych w ćwiczeniu tłoczników, obserwacja przebiegu operacji wytłaczania i przetłaczania krążka, pomiar siły wytłaczania i przetłaczania krążka,

8 8 pomiar wysokości, grubości i średnicy powstałej miseczki w poszczególnych etapach kształtowania, Dokładne dane zawarte są w tabeli 3. Tabela 3. Zestawienie wyników badań i obserwacji. Etap Operacja Siła (kn) Wysokość h Średnica d Grubość g 1 Wytłaczanie 10,67 8,5 38 1,5 2 Przetłaczanie 9, Przetłaczanie 6,46 24, Przetłaczanie 4, ,2 c) obliczenia parametrów procesu ciągnienia średnica krążka: D : 45 mm π D 2 powierzchnia wytłoczki: F w : 4 F w m 2 powierzchnia wytłoczki (z naddatkiem na okrawanie): naddatek na okrawanie (dane - etap 4 - tab. 3): h : 32 mm d : 20 h a : a 1.6 mm d D o : 1.13 F w + a D o mm przybliżona wartość siły wytłaczania:

9 9 4 w powierzchnia wytłoczki (z naddatkiem na okrawanie) : naddatek na okrawanie (dane - etap 4 - tab. 3): h : 32 mm a : h d a d : mm D o : 1.13 F w + a D o mm przybliżona wartość siły wytłaczania - etap I: wytrzymałość na rozciąganie: współczynnik zależny od grubości krążka i współczynnika wytłaczania: średnica wytłoczki (dane - etap 1 - tab. 3): grubość materiału (blachy): R m : Pa k : 0.35 d w : 38 mm g b : 1.5 mm P : k π d w g b R m P N przybliżona wartość siły przetłaczania - etap II : współczynnik zależny od grubości krążka i współczynnika wytłaczania: średnica przetłoczki (dane - etap 2 - tab. 3): k p1 : 0.42 d p1 : 29 mm P : k p1 π d p1 g b R m P N

10 10 przybliżona wartość siły przetłaczania - etap III : współczynnik zależny od grubości krążka i współczynnika wytłaczania: średnica przetłoczki (dane - etap 3 - tab. 3): k p2 : 0.32 d p2 : 24 mm P : k p2 π d p2 g b R m P N przybliżona wartość siły przetłaczania - etap IV : współczynnik zależny od grubości krążka i współczynnika wytłaczania: średnica przetłoczki (dane - etap 3 - tab. 3): grubość blachy: g b3 : 1.2 mm k p3 : 0.32 d p3 : 20 mm P : k p3 π d p3 g b3 R m P N

11 11 d) zestawienie operacji oraz porównanie wyników Tabela 4 Kształt elementu (orientacyjny) D, d g h Operacja Siła rzeczywista kn Siła obliczona (kn) g D 45 1,5 Wykrawanie 30 h 38 8,5 Wytłaczanie 10,67 10 d Pierwsze przetłaczanie 9,76 9, ,5 Drugie przetłaczanie 6,46 5,8 20 1,2 32 Trzecie przetłaczanie 4,83 3,8

12 12 5. Wnioski w przypadku zbyt dużej siły potrzebnej do wycięcia wykroju należy zastosować wykrojnik ze ukosowanym stemplem lub płytą tnącą, podatność blach do tłoczenia zależna jest od czynników: a) materiałowych takich jak skład chemiczny materiału, jego struktura i tekstura krystalograficzna oraz chropowatość powierzchni, b) technologicznych, takich jak przebieg samego procesu tłoczenia, stan narzędzi, rodzaj stosowanych smarów, w przypadku przetłaczania bez zmniejszania grubości ścianek luzy między matrycą a stemplem powinny być większe niż grubość materiału, zbyt duży luz powoduje fałdowanie się materiału, ze względu na wysoki koszt wykrojników należy często kontrolować stan ich zużycia poprzez określenie wielkości oraz rodzaju zadziorów na wykrawanych elementach. 6. Literatura 1. Obróbka plastyczna laboratorium A. Mazurkiewicz, L. Kocur, 2. Technologia maszyn S. Okoniewski.