POLITECHNIKA LUBELSKA Instytut Technologii i Eksploatacji Maszyn |
ZAKŁAD OBRÓBKI PLASTYCZNEJ |
|||
|
LABORATORIUM OGÓLNE OBR. PLAST. |
|||
Nazwisko i imię: Firlej Konrad Głos Bartłomiej Grabczak Łukasz |
Ćwiczenie Nr : 3 |
Grupa
MD 104.1a |
Semestr IV |
|
|
|
|
Rok Akad. 2003/2004 |
|
Temat ćwiczenia: Wytłaczanie |
Data wyk. 05.04.2004 |
Ocena:
|
1. Część teoretyczna.
Najczęściej stosowaną metodą wytłaczania jest wytłaczanie za pomocą sztywnych narzędzi. Siła wywierana przez stempel na dno wytłoczki jest przenoszona za pośrednictwem bocznych ścianek na jej kołnierz, który w wyniku plastycznego płynięcia stopniowo przekształca się w walcową ściankę. Dno wytłoczki jest kształtowane przez rozciąganie. Na przebieg procesu wytłaczania naczyń cylindrycznych zasadniczy wpływ ma wartość stosunku D/d. Od tej wartości zależą opory związane z plastycznym płynięciem kołnierza, a więc również największa siła tłoczenia Pkmax. Do zjawisk ograniczających przebieg procesu wytłaczania należą: pękanie obwodowe ścianki oraz fałdowanie kołnierza. Pękanie obwodowe ścianki występuje w pobliżu dna wytłoczki. W miejscu tym ścianka ma najmniejszą grubość. Aby nie dopuścić do pękania ścianki musi być spełniony warunek:
Pkmax<Pzr , więc D/d <(D/d)gr.
Drugą przeszkodą, która może utrudniać wykonywanie poprawnej wytłoczki jest zjawisko fałdowania kołnierza. Fałdowanie jest pewną formą plastycznego wyboczenia blachy, zachodzącego pod wpływem ściskających naprężeń obwodowych, również, gdy grubość blachy g jest mała porównaniu ze średnicą D odkształconego krążka. Najprostszym sposobem zapobiegania płaskiego kołnierza jest zastosowanie dodatkowego pierścienia dociskającego blachę do powierzchni pierścienia ciągnącego.
Maksymalną siłę wytłaczania Pkmax=k∙π∙d∙g∙Rm , gdzie:
k- współczynnik zależny od proporcji pomiędzy d, D i g;
d- średnica wytłoczki;
g- początkowa grubość;
Rm- wytrzymałość na rozciąganie wytłaczanej blachy.
2. Wykonanie ćwiczenia
Etapy wytłaczania:
1) Umiejscowienie na powierzchni narzędzia krążka blachy, na której zaczyna działać stempel.
2) Stempel zagłębia się w matrycę, w denku panuje stan rozciągania w 2 kierunkach, ścianki boczne są jednoosiowo rozciągane.
3) Zdjęcie ze stempla gotowej wytłoczki.
3. Wyniki
Do wytłaczania użyliśmy krążków z blachy aluminiowej o średnicy 50 mm i grubościach:
0,5 ; 0,8 ; 1,0 ; 1,5 mm. Wytłaczanie przeprowadziliśmy na sucho i ze smarowaniem dla każdej grubości krążków. Rm= 200 MPa
Dla próbki 2 (g=0,8 , d=27,95 ) Fmax = 11,5 kN
Lp. |
Grubość (g) [mm] |
Siła (P) [kN] |
Rodzaj |
Średnica wytłoczki (d) [mm] |
1 |
0,5 |
4,2 |
na sucho |
- |
2 |
0,8 |
3,7 |
na sucho |
27,95 |
3 |
1,0 |
8,0 |
na sucho |
28,00 |
4 |
1,5 |
22,3 |
na sucho |
28,05 |
5 |
0,5 |
4,6 |
smarowanie |
28,40 |
6 |
0,8 |
5,6 |
smarowanie |
28,15 |
7 |
1,0 |
7,2 |
smarowanie |
28,05 |
8 |
1,5 |
20,6 |
smarowanie |
28,05 |
- na sucho
1 2 3 4
- ze smarowaniem
5 6 7 8
4. Analiza wyników
Spośród próbek wytłaczanych na sucho pierwsza ( g = 0,5 mm) została pofałdowana oraz zerwana ukośnie - prawdopodobnie na skutek niewspółosiowego ruchu stempla względem matrycy. Kolejne próbki wytłaczane na sucho nie zostały pofałdowane ani zerwane - prawidłowo wykonane. Ostatnia próbka spośród wytłaczanych na sucho jest wyższa od pozostałych z powodu wystąpienia mniejszego luzu pomiędzy stemplem i matrycą od grubości krążka blachy wytłaczanej.
Spośród próbek wytłaczanych ze smarowaniem pierwsza została pofałdowana dookoła , a druga tylko z jednej strony co może świadczyć o niewspółosiowym ustawieniu stempla i matrycy. Dwie ostatnie są wykonane prawidłowo. Czwarta wyższa od pozostałych z powodu wystąpienia mniejszego luzu pomiędzy stemplem i matrycą od grubości krążka blachy wytłaczanej.
Siły przy wytłaczaniu na sucho są nieco większe niż ze smarowaniem - np. dla krążka o grubości 1,5 mm na sucho siła wyniosła 22,3 kN , a ze smarowaniem 20,6 kN.
5. Wnioski
- dla małych grubości blachy wystąpiło fałdowanie - można temu zapobiec stosując pierścień dociskający,
- siły wytłaczania są nieznacznie mniejsze przy wytłaczaniu ze smarowaniem,
- wytłoczki z najgrubszej blachy mają większą wysokość pozostałych z powodu wystąpienia mniejszego luzu pomiędzy stemplem i matrycą od grubości krążka blachy wytłaczanej.
1