LABORATORIUM OBRÓBKI PLASTYCZNEJ
Data: 08.04.98	Temat: Wykrawanie	Grupa: 22B
Wykonał: Zybała Zbigniew		Ocena:

CEL ĆWICZENIA:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z technologią wykrawania za pomocą dwóch noży (stempel i płyta tnąca), określenie zależności siły cięcia od grubości i rodzaju ciętego materiału.

WIADOMOŚCI TEORETYCZNE:

W celu przecięcia materiału w żądanym przekroju trzeba doprowadzić w tym miejscu do koncentracji naprężeń, zdolnych do pokonania spójności materiału. Taką koncentrację naprężeń wzdłuż żądanej linii cięcia najłatwiej jest uzyskać przez wywarcie odpowiedniego nacisku na powierzchnię blachy za pośrednictwem dwu noży (stempla i płyty tnącej).

Ze względu na sposób oddziaływania narzędzi tnących na cięty materiał, w postaci blachy, możemy wyróżnić dwie podstawowe grupy operacji cięcia:

• cięcie na nożycach;

• cięcie na wykrojnikach.

Proces cięcia za pomocą dwu elementów tnących można podzielić na szereg charakterystycznych faz. Wszystkie fazy występują tylko podczas cięcia blach wzdłuż linii zamkniętej (wycinanie krążków), rozpatrując taki proces cięcia, przyjmuje się, że krążki są wycinane z materiału o dobrych własnościach plastycznych. Mogą wówczas występować następujące fazy:

1. odkształceń plastycznych,

1. odkształceń sprężysto - plastycznych,

1. plastycznego płynięcia,

1. pękania,

1. całkowitego oddzielenia wyciętego przedmiotu od blachy.

Występowanie czwartej fazy procesu zależy od własności materiału, natomiast piątej fazy od wartości luzu

zastosowanego przy wycinaniu, gdyż przy dużym luzie całkowite oddzielenie przedmiotu występuje już w fazie pękania.

Wykrojnictwo obejmuje operacje cięcia blach za pomocą tłoczników mocowanych na prasach. Tłoczniki przystosowane do cięcia nazywają się wykrojnikami. Wykrawanie umożliwia otrzymanie płaskich przedmiotów o różnych kształtach przedmioty te mogą również mieć otwory.

Na wykrojnikach przeprowadza się następujące operacje:

• wycinanie;

• dziurkowanie;

• odcinanie;

• przycinanie;

• nadcinanie;

• okrawanie;

• rozcinanie;

• wygładzanie.

Koszty wykonania wykrojników są znaczne, wobec czego stosuje się je tylko wtedy, gdy przewiduje się wykonanie dostatecznie dużej serii jednakowych przedmiotów.

PRZEBIEG ĆWICZENIA:

Ćwiczenie przeprowadzane było na maszynie ZD100.

średnica stempla - 40.20 mm

średnica matrycy - 40.30 mm

luz na stronę - 0.05 mm

W ćwiczeniu do wykrawania krążków użyto cztery rodzaje materiałów:

	Re [MPa]	Rm [MPa]	Rt [MPa]
aluminium A1	20	90	70
miedź M1E	70	230	190
mosiądz M63	255	340	280
stal St3S	220	390	330

Schemat stanowiska:

1 - stempel; 2 - matryca; 3 - zgarniacz; 4 - przekładka; 5 - obsada stemplowa; 6 - mocowanie stempla; 7 - słup prowadzący; 8 - tuleja prowadząca; 9 - czop mocujący; 10 - płyta górna; 11 - płyta dolna; 12 - sprężyny;

Określenie zależności siły cięcia od rodzaju materiału.

	d [mm]	g [mm]	Pdośw [kN]	Pteoret [kN]
aluminium A1	40,3	0.92	8.34	9.78
miedź M1E	40,25	0.97	31.39	27.95
mosiądz M63	40,3	0.98	47.58	41.67
stal SSB	40,3	1.04	62.78	52.12

Teoretyczną siłę wykrawania wyznaczam z zależności:

gdzie:

R_t - wytrzymałość materiału na cięcie [MPa];

l - długość linii cięcia [mm];

l=πd

g - grubość ciętego materiału [mm];

Określenie zależności siły cięcia od grubości materiału dla stali St3S:

grubość g [mm]	d [mm]	Pdośw [kN]	Pteoret [kN]
g[mm]	d[mm]	Pdośw[kN]	Pteoret[kN]
0.59	40,25	30.41	29.53
1.04	40,3	62.78	52.12
1.49	40,3	65.73	74.6
1.98	40,25	95.18	99.1
2.56	40,3	102.02	128.2

WNIOSKI:

Jak widać na podstawie otrzymanych wykresów siła wykrawania rośnie wraz ze wzrostem grubości ciętego materiału. Widzimy również, że siła cięcia jest tym większa dla danej próbki im większa jest granica plastyczności materiału próbki. Na podstawie obserwacji próbki po procesie cięcia jesteśmy w stanie określić jakie fazy wystąpiły w procesie cięcia a tym samym jakie procesy zachodzą w wykrawanym materiale .Obserwując powierzchnię wykrojonego otworu można wyodrębnić na niej następujące strefy :

1. zaokrąglenie górnej powierzchni blachy w sąsiedztwie miejsca przecięcia , powstałe w fazie spręży

sto-plastycznej;

2. strefę walcową charakteryzującą się błyszczącą i gładką powierzchnią z ewentualnymi rysami biegnącymi równolegle do osi otworu . Strefa ta powstała w fazie plastycznego płynięcia ;

3. strefę pęknięcia ; powierzchnia pęknięcia ma kształt stożka , rozszerzającego się ku dołowi .Jest ona matowa i chropowata .

Metoda wykrawania przy pomocy wykrojnika jest najczęściej stosowana przy seryjnej i masowej produkcji, gdyż zapewnia szybkie otrzymanie wyrobu o powtarzalnym kształcie.

---