Założenia projektowe:
Średnica D1=100 mm
Średnica D2=70 mm
Promień R5=5 mm
Długość górna H1=50 mm
Długość dolna H2=35 mm
Grubość blachy g=1 mm
Materiał: Blacha miedziana
1. Obliczanie pól powierzchni wytłoczki.
Powierzchnia F1 - walec
F1 =� p� �� D1�� h =� p� ��100�� 45 =�14130mm2
Powierzchnia F2 - Ćwiartka pierścienia sferycznego - wypukła
p� ��(2��p� �� d �� r +� 8r2 ) p� ��(2��p� ��90��5 +� 8��52)
F2 =� =� =� 2375,41mm2
4 4
Powierzchnia F3 - pierścień
p� ��(D12 -� D22 ) p� ��(1002 -� 702 )
F3 =� =� =� 4003,5mm2
4 4
Powierzchnia F4 - Ćwiartka pierścienia sferycznego - wklęsła
p� (2��p� �� d �� r +� 8�� r2 ) p� (2��p� ��80��5 +� 8��52 )
F4 =� =� =� 2128,92mm2
4 4
Powierzchnia F5 - Walec
F5 =� p� ��d ��h =� p� ��50��25 =� 3925mm2
Powierzchnia F6 - Ćwiartka pierścienia sferycznego - wypukła
p� (2��p� �� d �� r +� 8�� r2 ) p� (2��p� ��60��5 +� 8��52 )
F6 =� =� =�1635,94mm2
4 4
Powierzchnia F7 - krążek
2
p� �� d p� ��602
F7 =� =� =� 2826mm2
4 4
Powierzchnia całkowita
F1+� F2 +� F3 +� F4 +� F5 +� F6 +� F7 =� 14130 +� 2375,41+� 4003,5 +� 2128,92 +� 3925
+�1635,94 +� 2826 =� 31024,77mm2
2. Średnica krążka wyjściowego.
Dk =�1,13 Fc +� a
Dk =�1,13 31024,77 +� 3,8 =� 202,84mm
hc 85
a = 3,8mm - odczytane z tabeli 4.23, na podstawie wartości =� =� 1,2 dlatego a = 3,8mm
d2 70
3. Obliczanie szerokości i długości pasa.
1. Szerokość pasa
B =� Dk +� 2�� a +�T
B =� 202,84 +� 2��1,2 -� 0,6 =� 204,64mm
B - szerokość pasa
Dk - średnica krążka wyjściowego
a - odstęp boczny, z tabeli 4.29 [a = 1,2]
T - odchyłka szerokości materiału, z tabeli 4.27 [T = -0,6]
2. Długość pasa
Przyjmując arkusze blachy 1000 x 2000
p =� Dk +� b =� 202,84 +�1,2 =� 204,04mm
Przy długości 1000mm
2000 1000
nc =� �� =� 47,90
204,64 204,04
Przy długości 2000mm
2000 1000
nc =� �� =� 47,90
204,04 204,64
W obydwu długościach ilości krążków wynoszą tyle samo, dlatego przyjmuje się długość
pasa równą 2000mm, przy której wystąpi mniejsza ilość cięć arkusza.
4. Obliczanie uzysku.
Fc �� nc 31024,77 �� 48
U =� =� ��100% =� 74,46%
L �� S 2000��1000
5. Wykrawanie krążków z pasa.
1. Minimalny współczynnik wytłaczania
g 1
��100% =� ��100% =� 0,49%
Dk 202,84
Dla tabeli 4.31 0,49 wartość minimalnego współczynnika wytłaczania m1 wynosi 0,57
6. Obliczenie liczby operacji ciągnienia górnej części wytłoczki.
mc
0,35
ln
ln
m1 -� 0,52
0,57
n -�1 � =� =� =� 2
ln m2s ln 0,77 -� 0,26
n = 3
Wytłoczkę należy wykonać w 3 operacjach mc =� m1 �� m2 �� m3 =� 0,57��0,76��0,79 =� 0,34
nie należy wprowadzać poprawki
7. Operacja I - wykrawanie krążka o średnicy Dk=202,84.
1. Liczenie siły cięcia
Pt =�1,3�� Rt ��l �� g
Pt =�1,3��160��p� �� 202,84��1 =�132478,86[N] =�132,48[kN]
l - długość linii cięcia [mm]
Rt - wytrzymałość a ścinanie
MN MN
�� ł� �� ł�
Rt - dla miedzi wynosi 160 - 220 . Przyjmuję wartość 160 .
ę� ś� ę� ś�
m2 m2
�� �� �� ��
2. Liczenie siły wypychania
0,05
Pw =� ( ) �� Pt
0,1
Pw =� 0,5��132,48 =� 66,24[kN]
3. Liczenie siły spychania.
Ps =� ks �� Pt =� 0,05��132,48 =� 6,524[kN]
ks - współczynnik zależy od rodzaju wykrojnika i grubości materiału. Dla g = 1[mm] wartość
współczynnika wynosi 0,05.
8. Operacja II - wytłaczanie i przetłaczanie cylindra o średnicy
D1 = 100 [mm].
Sprawdzenie czy osadzenie wytłoczki można wykonać w jednej operacji.
Całkowity współczynnik przetłaczania odsadzenia.
D1 100
mc =� =� =� 0,49 <� m1 =� 0,57
Dk 202,84
Czyli nie można wykonać części górnej w jednej operacji.
1. Wytłaczanie części górnej wytłoczki
a.) Średnica
d1 =� m1 �� Dk =� 0,57�� 202,84 =�115,62[mm]
b.) Wysokość
r'=� 6�� g =� 6��1 =� 6[mm]
r' - wysokość stempla
ć� Dk �� r1'
��
��
h'=� 0,25���� -� d1 �� +� 0,43�� ��(�d1 +� 0,32�� r1')�=�
m1 ł� d1
Ł�
ć� 202,84 �� 6
=� 0,25�� -�115,62 +� 0,43�� ��(115,62 +� 0,32��6) =� 62,68[mm]
�� ��
0,57 115,62
Ł� ł�
c.) Sprawdzenie czy należy zastosować dociskacz po wytłaczaniu
Dociskacz należy zastosować gdy g <� 0,02�� Dk 1<� 4,06
Dociskacz należy zastosować
d.)Wyznaczenie odkształcenia e� po operacji wytłaczania
e� =�1-� m1 =�1-� 0,57 =� 0,43 <� e�dop =� 0,6
Nie stosuję wyżarzania rekrystalizującego
e.) Wyznaczenie maksymalnej wartości siły Wytłaczania Pkmax
Pkmax =� k ��p� �� d1 �� g �� Rm
Pkmax =�1��p� ��115,62�� 200 =� 72609,36[N] =� 72,61[kN]
Rm - dla blachy miedzianej wynosi 200 - 250 MPa,
dla bezpieczeństwa przyjmuję dolną granicę tego przedziału
wartość współczynnika k = 1
f.) Wyznaczenie siły wywieranej przez dociskacz Pd
p�
2
Pd =� ��(Dk -� (d1 +� 2�� rm )2 ) �� q
4
p�
Pd =� ��(202,842 -� (115,62 +� 2��5)2 )��1,25 =� 24888,11[N] =� 24,89[kN]
4
wartość nacisku jednostkowego dla miedzi mieści się w zakresie 1 - 1,5 MPa
przyjmujemy wartość średnią q = 1,25 MPa
promień matrycy przy wytłaczaniu przyjmuje się rm =� (5 -�10)g , przyjmujemy
rm =� 5�� g =� 5[mm]
g.) Wyznaczenie całkowitej siły tłoczenia Pc
Pc =� Pkmax +� Pd =� 72,61+� 24,89 =� 97,5[kN]
2. Przetłaczanie I - przetłaczanie cylindra o średnicy D1 = 100 [mm], D2 = 70 [mm]
Minimalna średnica jaką można uzyskać po wytłaczaniu wynosi:
d2 =� m2 ��d1 =� 0,76��115,62 =� 87,87[mm]
a.) Średnica potrzebna do osiągnięcia 100 [mm]
D1 100
mc =� =� =� 0,865 >� 0,76 =� m2
d1 115,62
Górną część można wykonać w dwóch operacjach
r1''=� r1'+�(0,7 -� 0,9)
Przyjmuję
r1''=� 5,8
b.) Wyznaczenie wysokości po przetłoczeniu po przetłoczeniu
ć� Dk ��
r1''
�� ��
h''=� 0,25���� -� d2 +� 0,43�� ��(�d2 +� 0,32�� r1'')�=�
m1 �� m2 �� d2
Ł� ł�
ć� 202,84 �� 5,8
=� 0,25�� -� 87,87 +� 0,43�� ��(�87,87 +� 0,32��5,8)�=� 97,63[mm]
�� ��
0,57 ��0,76 87,87
Ł� ł�
c.) Sprawdzanie czy należy zastosować dociskacz
0,015��115,62 =�1,7343 >� g =�1[mm]
Należy zastosować dociskacz
d.) Wyznaczenie odkształcenia e� po operacji przetłaczania
e� =�1-� m1 ��m2 =�1-� 0,57��0,76 =� 0,57 <� 0,6
czyli nie stosujemy wyżarzania rekrystalizującego
e.) Wyznaczenie maksymalnej siły przetłaczania Pmax
Pmax =� k ��p� �� d2 �� g �� Rm =�1��p� ��87,87��1�� 200 =� 55,18[kN]
f.) Wyznaczanie siły wywieranej przez dociskacz Pd
p� p�
2
2
Pd =� ��(d1 -� (d2 +� 2�� rm ')2 )�� q =� ��(�115,622 -�(�87,87 +� 2�� 4,8)� )���1,25 =� 3,80[kN]
4 4
rm '=� rm +�(�0,7 -� 0,9)�=� 4,8
g.) Całkowita siła wywierana przez dociskacz Pe
Pe =� Pmax +� Pd =� 55,18 +� 3,80 =� 59,98[kN]
2. Przetłaczanie II
Minimalna średnica jaką można uzyskać po przetłaczaniu wynosi:
d3 =� m3 �� d2 =� 0,79��87,87 =� 69,42[mm]
a.) Średnica potrzebna do uzyskania to D2 =� 70[mm]
70
mc =� =� 0,80 >� 0,79 =� m3
87,87
Zatem dolną część wykonamy w jednej operacji
b.) Sprawdzanie czy należy zastosować dociskacz
0,015��87,87 =�1,32 >� g =�1[mm]
Należy zastosować dociskacz
c.) Wyznaczenie odkształcenia e� po operacji przetłaczania
e� =�1-� m1 �� m2 �� m3 =�1-� 0,57��0,76��0,79 =� 0,66 >� 0,6
czyli stosujemy wyżarzania rekrystalizujące
d.) Wyznaczenie maksymalnej siły przetłaczania Pmax
Pmax =� k ��p� ��d2 �� g �� Rm =�1��p� ��69,42��1��200 =� 43,60[kN]
e.) Wyznaczanie siły wywieranej przez dociskacz Pd
p� p�
2
2
Pd =� ��(d2 -� (d3 +� 2�� rm '')2 ) �� q =� ��(�87,872 -�(�69,42 +� 2�� 4,6)� )���1,25 =�1,51[kN]
4 4
rm ''=� rm '+�(�0,7 -� 0,9)�=� 4,6
f.) Całkowita siła wywierana przez dociskacz Pe
Pe =� Pmax +� Pd =� 43,60 +�1,51 =� 45,11[kN]
g.) Średnica matrycy i stempla
Dm =� Dn -� 0,8��Tp +� tm
Ds =� Dn -� 0,8��Tp -� 2S -� ts
Dm - średnica nominalna matrycy
Ds - średnica nominalna stempla
Dn - średnica nominalna wytłoczki (zewnętrzna)
Tp - tolerancja przedmiotu
tm - tolerancja matrycy
ts - tolerancja stempla
S - szczelina jednostronna
Wartość szczeliny równa się
S =� gmax +� c2 �� g =�1+� 0,3��1 =�1,3[mm]
c2 - dobrane z tablicy ze względu na grubość materiału [0,3]
tm = 0,055
ts = 0,030
(�0,055 +� 0,030)�
Tp =� =� 0,34[mm]
0,25
Dm =�100 -� 0,8��0,34 +� 0,055 =� 99,78[mm]
Ds =�100 -� 0,8��0,34 -� 2��1,3-� 0,030 =� 97,10[mm]
Wnioski
Wytłoczka została wykonana w 3 operacjach
Stopień Osiągnięte
Numer operacji Rodzaj operacji Uwagi
wytłoczki średnice
0 Wykrawanie 202,84 -
1 1 Wytłaczanie 115,62 -
2 Przetłaczanie 87,87 -
Wyżarzanie
2 3 Przetłaczanie 69,42
rekrystalizujące