Obrada deformisanjem – duboko izvlačenje
Grafički rad: DUBOKO IZVLAČENJE IZVLAČENJE
Obli k i dimenzije dimenzije izratka: izratka:
Milan Kapetina
Stranica: 1
Obrada deformisanjem – duboko izvlačenje 1. M jere i oblik pripr emka:
S obzirom da se radi o rotaciono simetričnom dijelu njegov pripremak će imati KRUŽNI oblik. Visina dijela dobijena u poslednjoj operaciji izvlačenja mora uključivati i dodatak za opsijecanje, pa se zato prečnik pripremka D mora izračunati uzimajući u obzir dodatak za opsijecanje.
Dodatak za opsijecanje cilindričnih dijelova sa vijencem, za visinu h=50 [mm] i odnos h/d=60/60=1, iz tablice 6.2 iznosi Δd=2.7 [mm] .
Prečnik vijenca posle izvlačenja: d i=d v+Δd=90+2,7=92.7 [mm]
Visina dijela posle izvlačenja: hi=he+Δh=60+2,7=62.7 [mm]
Kako je debljina pripremka veća od 1 [mm], pripremak se određuje prema srednjem prečniku izratka: d m=d s-s=60+1.75=61.75 [mm]
Mjere pripremka se mogu odrediti korišćenjem različitih metoda.
1.1 Metod parcijalnih površina A p=Ai
D =1,13√ ∑ 0
Milan Kapetina
Stranica: 2
Obrada deformisanjem – duboko izvlačenje
Da bi se odredila površina pojedinih elemenata izratka, cijela njegova površina se dijeli na elemente čije se površine mogu odrediti po opšte poznatim obrascima.
d v2
A1
4
A2
4
2
dm 2(r s / 2 4
2990.65 mm2
[2 d (ri s / 2) 8(ri s / 2) 2 ] 558.19 mm2
A3 (h 2(r s))dm 10572.6 mm2 A4
4
[2 d (ri s / 2) 8(ri s / 2) 2 ] 576.7 mm2
d d 2
A5
4
2 58
4
2642.07 mm2
A A A A A A i
1
2
3
4
5
2990.65 558.19 10572.6 576.7 2642.07 17370.21 mm2
D0 1,13 17370.21 148.9 mm
1.2 Analitička metoda Ova metoda se zasniva na primjeni Papus-Guldinove teoreme, po kojoj je površina rotacionog tijela jednaka proizvodu dužine izvodnice i puta njenog težišta oko ose rotacije. Ai 2 Rc l i
l i – dužina pojedinih elemenata izvodnice Rc – rastojanje težišta pojedinih elemenata izvodnice od ose
rotacije
Iz uslova jednakosti površine pripremka i površine izratka dobija se obrazac za proračun prečnika pripremka. D 2
4
2 Rc l i
Milan Kapetina
Stranica: 3
Obrada deformisanjem – duboko izvlačenje D 8 Rc l i 3
R
D 8
ci
i 1
l i
l1 (dv d ) / 2 (90 65.5) / 2 12.25 mm l2 2 (ri s / 2) / 4 2.943 mm l3 h 2(r s) 54.5 mm l4 l2 mm l5 d d / 2 29mm Rc1
d 1 2
Rc 2
dd
Rc 4
dd
Rc 5
d d
5
R i 1
ci
2
2
4
l1 / 2
12.25
65.5 / 2 38.88 mm
2
R sin /
d d
R sin /
d d
2
2
0.637(ri s / 2) 30.19 mm Rc 3 ,
d m 2
30.875 mm
0.637(ri s / 2) 30.19 mm
14.5 mm
li 2757.5 mm 2
D 8 2757.5 148.5 mm
Milan Kapetina
Stranica: 4
Obrada deformisanjem – duboko izvlačenje
1.3 Grafičko-analitička
metoda
Rc 27.17 mm li 101.65mm D 8 Rc li 8 27.17 101.65 148, 64 mm
1.4 Grafička metoda D 2 R 2 74.32 148.64 mm
1.5 Određivanje prečnika pripremka na osnovu poznatog obrasca D dv2 4 d (0.57 r h) 0.56r 2 146.05 mm
Usvajam prečnik pripremka: D=148 [mm]
2. Određivanje broja potrebnih operacija i mijera obratka dobijenih u svakoj operaciji
Broj operacija izvlačenja cilindričnih dijelova sa vijencem može se odrediti na nekoliko načina.
2.1 Određivanje broja operacija korišćenjem koeficijenata izvlačenja Koeficijent izvačenja za prvu operaciju prema tabeli 6.5 za: Milan Kapetina
Stranica: 5
Obrada deformisanjem – duboko izvlačenje sr d i d m
s D0
100%
92.7
61.75
1,75 148
100 1,18% -relativna debljina lima
1,50 -relativni prečnik vijenca
iznosi: m1=0,49. m1
d 1 D
, odakle
sledi da je:
d1 m1 D 0, 49148 72,52 mm -srednji prečnik obratka posle prve operacije.
Prečnik d 1 je manji od prečnika izratka, što znači da ni je dati dio moguće izraditi u jednoj operaciji.
Koef. izvlacenja za II operaciju iznosi: m2 0.75 0.76
d2 m2 d1 0,76 72.52 55.11mm
Prečnik d 2 je manji od prečnika izratka, što znači da je dati dio moguće izraditi u dvije operacije 2.2 Odredjivanje broja operacija po obrascu: n=1+
=1.58
2.3. Odredivanje broja operacija pomocu tabele h/d=62.7/61.75=1.01 iz tab. 6.7 usvaja se n=2
Milan Kapetina
Stranica: 6
Obrada deformisanjem – duboko izvlačenje 2.4
Izjednačavanje deformacija po operacijama
Kako se izračunate mjere, korišćenjem koeficijenata izvlačenja, ne poklapaju sa mjerama datim na crtežu dijela, neophodno je izjednačiti deformacije po operacijama, a koeficijente izvlačenja korigovati njihovim povećanjem. U ovom slučaju je potrebno vršiti izjednačavanje deformacija po operacijam iz razloga što imamo 2 operacie izvlačenja. -Za srednji precnik dijela d 2=61.75mm koef. za drugu operaciju iznosi: m2=d2/d1=0.85 Da bi se izjednacile deformacije po operacijama potrebno je povecati koeficijente za obe operacije izvlacenja, zbog toga se usvaja srednji precnik obradka posle prve operacije d1=75mm Korigovani koeficijenti iznose i oni su mjerodavni za dalji proracun: m1
d 1
75
0.50 0.49 148 61.75 0.82 0.76 m2 75 d 1 D d 2
2.5 Radijusi
zaobljenja po pojedinim operacijama (radijusi zaobljenja izvlakača)
Za prvu operaciju izvlačenja ,za relativne debljine pripremka 100 s/D = (0,5 0,2) radijus zaobljenja izvlakača su jednaki radijusu zaobljenja prestena za izvlacenje r i1=r p1
Prema tabeli 4.30 radijusi zaobljenja prstena za izvlačenje, za relativnu debljine pripremka 100 s/D = (1,00,2), trebaju biti u granicama (68)ѕ: r I 1 rp1 6 8 s 6 8 1.75 10.5 14mm
Usvaja se r I 1 12.25mm
Za drugu (poslednju) о peraciju izvlačenja radijus zaobljenja izvlakača јеdnаk је оdgovarajućem radijusu dijela: r I 2 1mm
Milan Kapetina
Stranica: 7
Obrada deformisanjem – duboko izvlačenje r p2=0.8
√
2.6 Оdređivanje
visina оbratka
po оperacijama
Оbrasci za proračun visina cilindričnih о bradaka u pojedinim о peracijama dati du u tabeli 4.13. Dati dio је cilindar sa ravnim dnom i velikim radijusom zaobljenja (redni broj 2).
D
r d1 0.43 1 d1 0.32 r1 m d 1 1 12.25 148 h1 0.25 75 0.43 75 0.32 12.25 60.7 mm 75 0.50 D r h2 0.25 d2 0.43 2 d2 0.32 r2 m m d 2 1 2 1 148 h2 0.25 61.75 0.43 61.75 0.32 1 65.2 mm 61.75 0.50 0.82 h1 0.25
Visinа
је neznatno veca оd potrebne visine izvlačenja zadovoljavajućom. h2
Milan Kapetina
hi 62.7mm
i može se smatrati
Stranica: 8
Obrada deformisanjem – duboko izvlačenje 3. Ek sr emn e vri jednosti r adijani h i tangenci jal ni h komponenti napona u vi jencu obr atka
D0 r
1,1 K sr ln
Za
Za
K sr
0
D0 2 d 2
2 -radijalna komponenta napona
, imamo
da je:
r
r min 1,1 K sr ln1 0 daN 2 -minimalna vrijednost mm D0
, imamo
K0 K 1 2
da je:
r
r max 1,1 K sr ln
d
2 . 2
-srednja vrijednost specifičnog deformacionog otpora
0 -logaritamska deformacija
K0 Reh 0,7 Rm 0,7 380 266 N
26,6 daN -granica tečenja mm2 mm2
Rm 380 N
mm2 -zatezna čvrstoća
1
ln
D0 d 1
ln
162 80
Milan Kapetina
ln 2, 025 0, 71
φ
K
φ
K
10
35
10
35
0
23
0,71
K 1
10
12
9,29
35-K 1
Stranica: 9
Obrada deformisanjem – duboko izvlačenje 10:12 9,29: 35 K 1 10 35 K 1 12 9, 29 350 10 K 1 111, 48 10 K 1 350 111, 48
K 1
238,5
K sr
23,85 daN 2 mm 10
K0 K 1 2
26,6 23,85 2
25,23 daN 2 mm
D0 r max
t
1,1 K sr ln
D0 1,1 K sr 1 ln 2
Za
Za
t
2 1,1 25, 23 ln 81 19, 7 daN 2 d mm 40 2
D0 2 d 2
t min
, imamo
, imamo
-maksimalna vrijednost
-tangencijalna komponenta napona
da je:
t
t max 1,1 K sr 1,1 25,23 27,75 daN 2 -maksimalna vrijednost mm
da je:
D0 2 1,1 K sr 1 ln d 2
1,1 25, 23 0, 294 8, 05 daN -minimalna vrijednost mm2
mm : r 12,59 daN mm2 , t 14, 43 daN mm2
Za
50
Za
60
Za
70
mm : r 8,33 daN mm2 , t 19,43 daN mm2 mm : r 4,05 daN mm2 , t 23,70 daN mm2
Milan Kapetina
Stranica: 10
Obrada deformisanjem – duboko izvlačenje
Grafička interpretacija distribucije naponskih komponenti:
0
Milan Kapetina
0
Stranica: 11
Obrada deformisanjem – duboko izvlačenje Vrijednost normalnih i tangencijalnih napona pri logartiamskoj deformaciji od φ=3,75% 3,75
ln
3, 75 ln
e3,75
D0 2
162 2
162 2
/ e
, odakle sledi da je:
162 2 42,52
1,9 mm
162 2 e3,75
.
φ
K
φ
K
10
35
10
35
0
23
3,75
K sr
10
12
6,25
35-K sr
10:12 6,25: 35 K sr 10 35 K sr 12 6, 25 350 10 K sr 75 10 K sr 350 75 10 K sr 275
K sr
275
27,5 daN 2 mm 10
Milan Kapetina
Stranica: 12
Obrada deformisanjem – duboko izvlačenje D0
2 1,1 27,5 ln 81 11,35 daN -radijalna komponenta napona 2 mm 1,9
r
1,1 K sr ln
t
D0 1,1 K sr 1 ln 2
1,1 27,5 1 ln 81 83, 27 daN -tangencijalna komponenta 2 mm 1,9
napona
4. Određvanje parametara procesa
Deformaciona sila izvlačenja: Potrebna deformaciona sila izvlačenja se određuje na osnovu izraza: Fiuk
4
F i
i 1
Fiuk Ai i Ai
- površina izvlačenja
-ukupni napon izvlačenja
i
Ai d1 s 80 2, 5 628 mm2
2 F d D0 i 1,1 K sr ln e D D s M M D M
2
K 1
s 2 rM s
- prečnik matrice na početku zaobljenja
D M d1s 2 rM 85 2 87 mm F d
-sila držača lima
r M
-radijus matrice
Milan Kapetina
Stranica: 13
Obrada deformisanjem – duboko izvlačenje r M 1mm -usvajam
-koeficijent trenja
0,1 0,15 , 0,1
-usvajam
Provjera opravdanosti postojanja držača lima: sr
sr
s D0 s D0
100 2%
100
2,5 162
100 1, 54% -prvi uslov nije zadovoljen
m1 0, 6
m1 0,49 -drugi uslov nije zadovoljen
Pošto ova dva uslova nisu zadovoljena potrebno je u konstrukciji alata predvidjeti držač lima. Sila držača lima: Fd Pd Ad P d
Ad
- pritisak držača lima - površina držača lima
3 d 1 0,2 0,3 D0 Rm Pd 1 d 100 200 s 1
3 80 0, 25 0, 25 162 P d 1 1, 077 0,16 380 1,175 N 380 2 mm 100 100 80 200 2, 5
D0 2
Ad
4
D M 2
4
162 2
4
87 2
4
20601, 54 5941, 665 14659,875 mm2
Fd 14659,875 1,175 17227,55 N 1722,755 daN
Milan Kapetina
Stranica: 14
Obrada deformisanjem – duboko izvlačenje
Pa je ukupni napon izvlačenja: i
i
162 2 0,11722, 755 0,11,57 2, 5 23,85 1,1 25, 23 ln e 87 87 2, 5 2 1 2, 5 17,25 0,5 1,17 13,25 31 daN 2 mm
Pa je ukuna deformaciona sila izvlačenja: Fizuk Ai i 628 31 19468 daN
Deformacioni rad: h
W Fds Fiz h x 0
x
-faktor punoće dijagrama
h -dubina izvlačenja
Milan Kapetina
m
x
m
x
0,55
0,8
0,55
0,8
0,8
0,74
0,49
x
-0,25
0,06
0,06
0,8-x
Stranica: 15
Obrada deformisanjem – duboko izvlačenje 0,25:0,06 0,06: 0,8 x 0, 2 0,8 x 0, 06 0, 06 0, 2 0, 25 x 0, 0036 0, 25 x 0, 0036 0, 2 0, 25 x 0, 2036 x 0,8144 W 19468 50 0,8144 792736,96 daJ
5.Definisanje osnovnih parametara neophodnih za izbor mašine Radni parametri procesa dubokog izvlačenja su deformaciona sila F1 19468daN i deformacioni rad W1 792736,96daJ . Još je potrebno odrediti veličinu hoda gornjeg dijela alata (žiga). Veličina hoda se obično usvaja 2,5 puta veća od visine dijela koji se izvlači. H 2, 5 h 2, 5 50 125 mm
Na osnovu navedenih vrijednosti iz kataloga proizvođača bira se presa koja zadovoljava ove vrijednosti.
6.Di menzije r adni h elemenata alata
Zazor između matrice i žiga: f s 0, 07 10 s 2, 5 0, 07 10 2, 5 2,85 mm -zračnost
w 2 f 2 2,85 5,7 mm -zazor
Dimenzije matrice: r M 0,8
D d1 s 0,8 162 80 2,5 11, 45mm -radijus matrice
Dimenzije žiga: d ž dM w 85 5,7 79,3mm - prečnik
Milan Kapetina
žiga Stranica: 16
