12. ODKSZTAA
CENIA W PROCESIE TA
OCZENIA
12.1. Cel ćwiczenia
Zapoznanie się z rodzajem odkształceń występujących w procesie tłoczenia i sposobem
ich określania w przypadku miseczkowania.
12.2. Wprowadzenie
W procesie kształtowania wytłoczek
powłokowych operacje tłoczenia można podzielić na
dwie grupy:
1) operacje ciągnienia służące do nadania
zasadniczego kształtu wytłoczce (wytłaczanie,
przetłaczanie),
2) operacje wykańczające (np. okrawanie,
wywijanie).
W trakcie tłoczenia wytłoczek występują różne
naprężenia i w wyniku działania tych naprężeń w
wytłoczce powstają odpowiedniej wielkości
odkształcenia. W trakcie ciągnienia kołnierza
wytłoczki powstają w nim odkształcenia w
następujących kierunkach:
" w kierunku promieniowym
" w kierunku stycznym
" w kierunku pionowym (po grubości)
Kierunki odkształceń przedstawiono na rys. 12.1.
W początkowej fazie procesu płaski element kołnierza
I, w wyniku dziaÅ‚ania naprężeÅ„ promieniowych Ãr i
obwodowych Ãt, wydÅ‚uża siÄ™ w kierunku
promieniowym, skraca w kierunku obwodowym i
nieznacznie pogrubia się, zajmując położenie II.
Następnie podczas zbliżania się elementu do krawędzi
matrycy naprężenia ściskające stopniowo maleją, a
Rys. 12.1. Kolejne etapy
zwiększają się naprężenia rozciągające. W dalszej
odkształcania się elementu materiału
operacji rozpatrywany element ulega gięciu,
w procesie wytłaczania
przesuwając się po roboczej krawędzi matrycy i
przekształca się w element bocznej powierzchni
naczynia, ulegając niewielkiemu wydłużeniu wzdłuż
tworzÄ…cej.
Przykład odkształceń dla cylindrycznego naczynia w zależności od wielkości średnicy
krążka przedstawiono na rys. 12.2. Na dnie wytłoczki nie występują prawie żadne
odkształcenia. Odkształcenia zaczynają pojawiać się najpierw na promieniu zakrzywienia i
przyjmują największe wartości przy końcu powierzchni walcowej. Fakt ten wynika z redukcji
stale zmniejszajÄ…cej siÄ™ szerokoÅ›ci koÅ‚nierza. Oprócz wydÅ‚użenia w kierunku tworzÄ…cej µ1,
162
powstaÅ‚ego w wyniku dziaÅ‚ajÄ…cych naprężeÅ„ rozciÄ…gajÄ…cych o kierunku promienia Ã1 (Ãr ) i
Å›ciskajÄ…cych obwodowych à (à ), wystÄ™pujÄ… również niepożądane odksztaÅ‚cenia w
2 t
kierunku gruboÅ›ci materiaÅ‚u µ3 (µg). W pobliżu dna wytÅ‚oczki wystÄ™puje pocienienie Å›cianki o
okoÅ‚o 10 ÷20 %, a przy brzegu pogrubienie o okoÅ‚o 30%. WytÅ‚oczki niecylindryczne, ale o
osiowo -symetrycznym kształcie mają podobny przebieg odkształceń jak przy
miseczkowaniu. Na rys. 12.3 przedstawiono odkształcenia, jakie wystąpiły w miseczce po
trzech kolejnych ciągach, a rys. 12.4 przedstawia odkształcenia siatki dla tego przykładu.
Rys. 12.2. Wielkość odkształceń cylindrycznego naczynia w zależności od średnicy
krążka
Rys. 12.3. Wykres odkształceń w miseczce po trzech kolejnych ciągach
163
Ściskające naprężenia obwodowe osiągają
największą wartość przy krawędzi naczynia, gdzie
początkowa średnica krążka D zostaje zmniejszona
do średnicy dm otworu matrycy. Powoduje to
powstanie nadmiaru materiału utrudniającego
kształtowanie bocznych ścianek naczynia, a w
efekcie może prowadzić do fałdowania obrzeży
naczynia (rys. 12.5b). W celu zapobieżenia
fałdowania się płaskiego kołnierza stosuje się
dociskanie materiału do czołowej powierzchni
matrycy za pomocą pierścienia dociskającego.
Najbardziej niebezpiecznym miejscem w procesie
Rys. 12.4. Odkształcenia siatki po trzech
wytłaczania jest strefa przejściowa z dna naczynia
kolejnych ciÄ…gach
w ściankę boczną, gdyż w tym miejscu działają
jedynie naprężenia rozciągające powodujące
znaczne pocienienie ścianki, mogące doprowadzić
w efekcie do oderwania dna (rys. 12.5a).
Rys. 12.5. Wady wyrobów wytłaczanych: a) obwodowe pęknięcie ścianki bocznej,
b) zafałdowanie kołnierza
Stopień odkształcenia podczas wytłaczania przedmiotów cylindrycznych wyraża się za
pomocą współczynnika wytłaczania który jest stosunkiem średniej średnicy wytłoczki d do
średnicy krążka materiału wyjściowego D:
d
m = (12.1)
D
12.3. Pomoce i urzÄ…dzenia
" tłoczniki,
" próbki z naniesioną siatką współrzędnych,
" suwmiarka,
" maszyna wytrzymałościowa.
164
12.4. Przebieg ćwiczenia
W celu przeprowadzenia ćwiczenia należy:
" zapoznać się z budową tłocznika,
" dokonać pomiarów próbek (krążków),
" zmierzyć średnicę krążków D0,
" zmierzyć grubość blachy g0,
" zmierzyć odległość między kolejnymi kołami współśrodkowymi siatki s0,
" zmierzyć kąty między kolejnymi promieniami siatki ą 0,
" założyć próbkę,
" przygotować tłocznik do pracy,
" przeprowadzić operację tłoczenia,
" zdemontować tłocznik,
" dokonać pomiarów uzyskanej wytłoczki i siatki mierząc:
- średnicę wytłoczki d,
- wysokość wytłoczki h,
- odległość między kolejnymi kołami współśrodkowymi si,
- średnie odległości łuków między promieniami siatki li,
" wyniki pomiarów zestawić w tablicy (wzór tablicy - tablica 12.1).
Tablica 12.1
Wyniki pomiarów
Odległość Średnia długość Odległość Średnia Uwagi
początkowa początkowa łuków między kołami długość łuków
między współśrodko-
Lp. kolejnymi kołami wymi po
"li
"li0
współśrodkowy tłoczeniu
mi si
li + li-1
Ä… (di + di-1)
0 "li =
"li0 =
s0
2
4
-
mm mm mm mm -
1 2 3 4 5
1
2
3
.
Ä…0 w mierze Å‚ukowej
12.5. Sprawozdanie
Sprawozdanie winno zawierać:
" tablicę pomiarów odkształceń oraz wykres odkształceń jak na rys. 12.2,
" obliczenie maksymalnego pocienienia i pogrubienia ścianki wytłoczki z zaznaczeniem na
szkicu miejsc ich występowania,
Wzór tablicy pomiarów odkształceń (tablica 12.2).
165
Tablica 13.2
Wyniki pomiarów odkształceń
Uwagi
µ1 µ2 µ3
Lp.
si "li µ3i = -(µ1i + µ )
2i
µ1i = ln µ2i = ln
-
s0 "li0
- - -
1 2 3 4 5
1
2
3
.
.
.
Literatura
[23,24,28, 29,30,31,32,33,36,38,39,40]
166