LABORATORIUM Z OBRÓBKI PLASTYCZNEJ	PIASECKI DARIUSZ 23B
TEMAT: Wytłaczanie i przetłaczanie.	DATA: 97.03.03	OCENA:

Celem ćwiczenia jest poznanie podstawowych procesów tłoczenia ze szczególnym uwzględnieniem procesu wytłaczania i przetłaczania, oraz zapoznanie się z budową tłocznika uniwersalnego umożliwiającego prowadzenie procesu wytłaczania swobodnego z zastosowaniem dociskacza sztywnego, jak również procesu przetłaczania, z  możliwością regulacji współczynnika przetłaczania.

Operacją wytłaczania nazywamy proces, podczas którego następuje przekształcenie kawałka blachy w wytłoczkę o powierzchni nierozwijalnej.

Aby uzyskać w procesie wytłaczania naczynie walcowe o odpowiednich kształtach tj. odpowiednio głębokie i o odpowiednio cienkich ściankach to proces wytłaczania należy przeprowadzić z użyciem pierścienia dociskającego.

Siła wywierana przez stempel na dno wytłoczki jest następnie przenoszona na za pośrednictwem bocznych ścianek na kołnierz wytłoczki, który w wyniku plastycznego płynięcia stopniowo przekształca się w walcową ściankę.

Proces kształtowania naczynia walcowego poprzez wytłaczanie można podzielić na następujące fazy:

miejscowe plastyczne kształtowanie wgłębienia o średnicy d, przy zachowaniu niezmiennej zewnętrznej średnicy kołnierza D; w tej fazie siła p jest jeszcze mniejsza od siły uplastyczniającej kołnierz;

plastyczne płynięcie kołnierza (zmniejszanie się średnicy D);

jednoczesne płynięcie kołnierza i plastyczne rozciąganie dna; z chwilą gdy nacisk stempla osiągnie maksymalną wartość ustaje plastyczne odkształcanie dna, które od tej chwili jest odciążone i znajduje się w stanie sprężystym;

końcowa faza płynięcia kołnierza zachodząca przy malejącej sile;

Przetłaczanie polega na zwiększeniu wysokości wytłoczki kosztem zmniejszenia średnicy d, przy czym grubość ścianki g może się swobodnie powiększać.

Zwykle nie przeprowadza się więcej niż 5 kolejno po sobie następujących operacji przetłaczania na jednej wytłoczce.

Materiały - charakterystyka.

Aluminium A1 - materiał ten nadaje się dobrze do obróbki plastycznej na zimno, dzięki odporności na korozję i działanie kwasów organicznych aluminium stosowane jest na naczynia kuchenne wytwarzane za pomocą tłoczenia na prasach lub wyoblania. Własności:: Rm = 70 ÷ 110 MPa w stanie lanym, R_m = 150 ÷ 250 MPa w stanie walcowanym.

Miedź M1E - materiał ten jest bardzo dobrym przewodnikiem elektrycznym, odporny na roztwory alkaliczne i kwas solny, można go lutować, obrabiać plastycznie na zimno i na gorąco. Z miedzi tej wykonuje się półwyroby i wyroby dla elektroniki (przewody elektryczne). Własności: R_m = 230 MPa.

Mosiądz M63 - jest stopem dwuskładnikowym miedzi z cynkiem (zawartość Cu - 62 ÷ 65%). Stosowany na blachy, taśmy, pasy, pręty, rury, druty, kształtowniki i odkuwki. Podatny do obróbki plastycznej na zimno, na gorąco i do głębokiego tłoczenia. Można go spawać, lutować i polerować. Własności: R_m = 360 MPa.

Stal SSB - do tłoczenia nadają się blach cienkie o zawartości od 0.05 do 0.15% C. Stal ta jest mało odporna na korozję, stosowana jest na poszycia samochodowe, wszelkiego rodzaju konstrukcje metalowe. Dobrze nadaje się do tłoczenia. Własności R_m = 380 MPa.

Przebieg ćwiczenia.

Wytłaczanie.

Schemat stanowiska do procesu wytłaczania

Wytłaczaniu poddajemy krążki z materiałów: aluminium A1, miedź M1E, mosiądz M63, stal głębokotłoczna SSB. Wymiary krążków:

A1 - D = 66 mm, g₀ = 0.92 mm, R_m = 70 MPa

M1E - D = 66 mm, g₀ = 1 mm, R_m = 230 MPa

M63 - D = 66 mm, g₀ = 0.97 mm, R_m = 360 MPa

SSB - D = 66 mm, g₀ = 0.99 mm, R_m = 380 MPa

	g0 [mm]	P^max [kN]	[kN]	d [mm]	h [mm]	g [mm]	gśr ­[mm]
A1	0.92	7.00	6.75	38.80	22.5	0.93, 0.96, 0.98, 0.97, 0.99	0.966
M1E	1	24.00	24.09	38.80	24.0	1.04, 1.00, 1.03, 1.02	1.023
M63	0.97	28.50	36.63	38.85	23.5	0.98, 1.00, 0.98, 1.02, 1.01	0.998
SSB	0.99	35.00	39.42	38.8	23.5	0.97, 1.02, 1.00, 1.00, 0.99	0.996

Siłę liczę ze wzoru:

= k⋅∏⋅d⋅g₀⋅Rm

gdzie:

d - średnica wytłoczki;

g₀ - grubość krążka użytego do wytłaczania;

k - współczynnik, który dobiera się z tablic na podstawie stosunku

	2	1.5	1	0.6	0.3	0.15	0.08
	0.48	0.5	0.53	0.55	0.58	0.6	0.63

	0.55	0.58	0.6	0.7	0.75	0.8
k	1	0.86	0.72	0.6	0.5	0.4

m₁ dla wszystkich wytłoczek wynosi m₁=38.8/66=0.588

np:

= 0.86⋅3.14⋅38.8⋅0.92⋅70 = 6.75 [kN]

Przetłaczanie.

Schemat stanowiska do procesu przetłaczania

Teoretyczną maksymalną siłę przetłaczania liczymy ze wzoru:

= ∏⋅d_i⋅g_i-1⋅R_m

gdzie:

d_i -średnica wytłoczki po przetłoczeniu;

g_i-1 - średnia grubość ścianki przed przetłoczeniem;

np:

= 3.14⋅28.95⋅0.966⋅70 = 6147 [N]

Przetłaczanie I.

	P^max [kN]	[kN]	d [mm]	h [mm]	g [mm]	gśr ­[mm]	m1
A1	7.00	6.147	28.95 oderwanie denka				0.75
M1E	22.00	21.388	28.95	35.00	0.94, 0.95, 0.94, 0.94, 0.95	0.944	0.75
M63	27.50	32.660	28.95	36.00	0.92, 0.92, 0.93, 0.91, 0.91	0.918	0.75
SSB	28.95	34.405	28.95	37.00	0.91, 0.92, 0.90, 0.88	0.902	0.75

Przetłaczanie II.

	P^max [kN]	[kN]	d [mm]	h [mm]	g [mm]	gśr ­[mm]	m1
M1E	13.00	16.260	23.85	45.50	0.96, 0.95, 0.94,0.96, 0.96	0.954	0.82
M63	21.00	24.697	23.80	45.00	0.95, 0.96, 0.93, 0.96	0.950	0.82
SSB	20.50	25.615	23.80	46.00	0.91, 0.91, 0.93, 0.9, 0.92	0.914	0.82

Przetłaczanie III.

	P^max [kN]	[kN]	d [mm]	h [mm]	m1
M1E	14.00	13.504	19.60	58.00	0.82
M63	20.50	21.102	19.65	56.00	0.83
SSB	20.00	21.321	19.55	58.5	0.82

Po trzecim przetłaczaniu grubości ścianek nie można było zmierzyć ze względu na zbyt małą średnicę wytłoczek, co uniemożliwiało ich pomiar mikrometrem.

Wnioski

Proces wytłaczania i przetłaczania przeprowadza się na tłoczniku uniwersalnym (ZD100), który wraz z prasą hydrauliczną o nacisku 100 T stanowią stanowisko badawcze.

Podczas ćwiczenia mierzone były między innymi rzeczywiste i teoretyczne siły wytłaczania i przetłaczania. Porównując je można stwierdzić, że maksymalny błąd między tymi siłami jest rzędu 30%. Jest to dość duża różnica, która szybko zanika wraz z ilością przetłaczania materiałów.

Różnica tych wartości sił bierze się stąd, że nie uwzględnia się warunków w jakich próba jest przeprowadzana.

Podczas przetłaczania aluminium A1 w pierwszym etapie, wytłoczka uległa zniszczeniu w wyniku oderwania się jej denka. Było to spowodowane tym, że maksymalne pocienienie materiału podczas wytłaczania i przetłaczania ma miejsce właśnie przy denku wytłoczki.

---