Duboko izvlacenje

Obrada deformisanjem – duboko izvlačenje Grafički rad: DUBOKO IZVLAČENJE

Oblik i dimenzije izratka:

Danijel Čojić

Stranica: 1

Obrada deformisanjem – duboko izvlačenje 1. Mjere i oblik pripremka: 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=50/80=0,625, iz tablice 10.2 iznosi Δd=2,5 [mm]. Prečnik vijenca posle izvlačenja: di=dv+Δd=100+2,5=102,5 [mm] Kako je debljina pripremka veća od 1 [mm], pripremak se određuje prema srednjem prečniku izratka: dm=ds-s=80-2,5=82,5 [mm] Mjere pripremka se mogu odrediti korišćenjem različitih metoda.

1.1 Metod parcijalnih površina Ap=Ai ∑ D0=1,13√∑ Da bi se odredila površina pojedinih elemenata izratka, cijela njegova površina se dijeli na elemente čije se površine mogu odrediti po opšte poznatim obrascima.

Danijel Čojić

Stranica: 2

Obrada deformisanjem – duboko izvlačenje

1

2

3

d 2    dm  s    102,52   852   A1  i     8247, 41  5671,63  2575,79 mm2  4 4 4 4 2

A2    dm  h    82,5  50  12952,5 mm2  A3

2 dm  s     

4

802     5024 mm2  4

A  A  A  A i

1

2

3

 2575,79  12952,5  5024  20552, 29 mm2 

D0  1,13 20552, 29  161,998mm

Danijel Čojić

Stranica: 3

Obrada deformisanjem – duboko izvlačenje 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  li

li – 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. D2    2    Rc  li 4

D  8  Rc  li 3

D  8 Rci  li i 1

l1 

di   d m  s  2



102,5  85  8, 75  mm 2

l2  h  50mm l3 

 d m  s   80  40 2

Rc1 

Rc 2  3

R i 1

ci

2

 mm

 dm  s   di   d m  s   85  102,5  85  46,875 2

4

2

4

 mm

dm d s  41, 25  mm , Rc 3  m  20  mm 2 4  li  46,875  8, 75  41, 25  50  20  40  3272, 656  mm 2 

D  8  3272,656  161,806  mm

Danijel Čojić

Stranica: 4

Obrada deformisanjem – duboko izvlačenje 1.3 Grafičko-analitička metoda

Rc  33,14mm li  98,75mm D  8  Rc  li  8  33,14  98,75  26180,6  161,804 mm

Danijel Čojić

Stranica: 5

Obrada deformisanjem – duboko izvlačenje 1.4 Grafička metoda

D  2  R  2  80,9  161,8mm

1.5 Određivanje prečnika pripremka na osnovu poznatog obrasca D  di2  4  dm  h  102,52  4  82,5  50  27006, 25  164,336  mm

Usvajam prečnik pripremka: D=162 [mm] Danijel Čojić

Stranica: 6

Obrada deformisanjem – duboko izvlačenje 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 10.5 za: s 2,5 100%  100  1,54% -relativna debljina lima D0 162

sr 

di 102,5   1, 24 -relativni prečnik vijenca d m 82,5

iznosi: m1=0,49. m1 

d1 , odakle sledi da je: D

d1  m1  D  0, 49 162  79,38mm -srednji prečnik obratka posle prve operacije.

Prečnik d1 je manji od prečnika izratka, što znači da je dati dio moguće izraditi u jednoj operaciji.

2.3 Određivanje broja operacija izvlačenja korišćenjem tabele 6.7 h 50   0, 61 -relativna dubina izvlačenja d m 82,5

Iz tabele sledi da je broj operacija: n=1.

Danijel Čojić

Stranica: 7

Obrada deformisanjem – duboko izvlačenje 3. Eksremne vrijednosti radijanih i tangencijalnih komponenti napona u vijencu obratka

 r  1,1 Ksr  ln

Za  

D0

2 -radijalna komponenta napona



D0  -minimalna vrijednost , imamo da je:  r   r min  1,1 Ksr  ln1  0 daN  mm2  2

D0 d Za   , imamo da je:  r   r max  1,1 K sr  ln 2 . d 2 2

K sr 

K0  K1 -srednja vrijednost specifičnog deformacionog otpora 2

0  0 -logaritamska deformacija   26,6 daN  -granica tečenja K0  Reh  0,7  Rm  0,7  380  266  N  mm2   mm2   -zatezna čvrstoća Rm  380  N  mm2 

1  ln

D0 162  ln  ln 2, 025  0, 71 d1 80

Danijel Čojić

φ

K

φ

K

10

35

10

35

0

23

0,71

K1

10

12

9,29

35-K1

Stranica: 8

Obrada deformisanjem – duboko izvlačenje 10:12  9, 29: 35  K1 

10  35  K1   12  9, 29 350  10 K1  111, 48

10 K1  350  111, 48

K1 

238,5   23,85  daN mm2   10

K sr 

K0  K1 26, 6  23,85    25, 23  daN mm2   2 2

 r max  1,1 K sr  ln

D0

2  1,1 25, 23  ln 81  19, 7  daN  -maksimalna vrijednost  d mm 2  40 2

D0    t  1,1 K sr  1  ln 2    

  -tangencijalna komponenta napona   

Za  

D0  -maksimalna vrijednost , imamo da je:  t   t max  1,1 Ksr  1,1 25, 23  27,75 daN 2  mm   2

Za  

d , imamo da je: 2

 t   t min

D0    1,1 K sr  1  ln 2  d  2 

   1,1 25, 23  0, 294  8, 05  daN  -minimalna vrijednost 2    mm  

Za   50mm :  r  12,59 daN 

 ,   14, 43 daN   mm2  t mm2 

Za   60mm :  r  8,33 daN

 ,   19, 43 daN  mm2  t mm2  

Za   70mm :  r  4,05 daN

 ,   23,70 daN  mm2  t mm2  





Danijel Čojić

Stranica: 9

Obrada deformisanjem – duboko izvlačenje

Grafička interpretacija distribucije naponskih komponenti:

0

Danijel Čojić

0

Stranica: 10

Obrada deformisanjem – duboko izvlačenje Vrijednost normalnih i tangencijalnih napona pri logartiamskoj deformaciji od φ=3,75% 3,75  ln

D0 2

3, 75  ln

162 / e 2

e3,75 



162 162 , odakle sledi da je:   3,75 2 2e

162  1,9  mm . 2  42,52

φ

K

φ

K

10

35

10

35

0

23

3,75

Ksr

10

12

6,25

35-Ksr

10:12  6, 25: 35  Ksr 

10  35  Ksr   12  6, 25 350  10 K sr  75

10 K sr  350  75

10 K sr  275 K sr 

275   27,5  daN mm2   10

Danijel Čojić

Stranica: 11

Obrada deformisanjem – duboko izvlačenje  r  1,1 K sr  ln

D0

2  1,1 27,5  ln 81  11,35  daN  -radijalna komponenta napona mm2    1,9

D0    t  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: 4

Fiuk   Fi i 1

Fiuk  Ai   i

Ai -površina izvlačenja

 i -ukupni napon izvlačenja Ai  d1    s  80    2,5  628 mm2 



 i  1,1 K sr  ln 

D0 2    Fd   2 s   e  K1  DM   DM  s  2  rM  s

DM -prečnik matrice na početku zaobljenja

DM  d1s  2  rM  85  2  87 mm Fd -sila držača lima rM -radijus matrice

Danijel Čojić

Stranica: 12

Obrada deformisanjem – duboko izvlačenje rM  1mm -usvajam

 -koeficijent trenja

  0,1  0,15 ,   0,1 -usvajam

Provjera opravdanosti postojanja držača lima: sr 

s 100  2% D0

sr 

s 2,5 100  100  1,54% -prvi uslov nije zadovoljen D0 162

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 Pd -pritisak držača lima Ad -površina držača lima 3 d1   0, 2  0,3   D0    Rm Pd    1     100   d1  200  s  3 80  0, 25  0, 25   162   Pd     1  1, 077  0,16   380  1,175  N   380  2     mm   100  100   80  200  2,5 

Ad 

D02   DM2   1622   87 2       20601,54  5941, 665  14659,875  mm2  4 4 4 4

Fd  14659,875 1,175  17227,55 N   1722,755daN 

Danijel Čojić

Stranica: 13

Obrada deformisanjem – duboko izvlačenje Pa je ukupni napon izvlačenja: 

162

 i  1,1 25, 23  ln  87 

2  0,1 1722, 755  0,11,57 2,5 e   23,85    87  2,5  2 1  2,5

 i  17, 25  0,5  1,17  13, 25  31  daN 

 mm 2 

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

Danijel Čojić

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: 14

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  19468daN  i deformacioni rad W1  792736,96daJ  . 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.Dimenzije radnih 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: rM  0,8

 D  d1   s  0,8 162  80   2,5  11, 45mm -radijus matrice

Dimenzije žiga: d ž  dM  w  85  5,7  79,3mm -prečnik žiga

Danijel Čojić

Stranica: 15