Przeróbka Plastyczna Laboratorium
Imię i nazwisko: Maciej Wasłowicz I ET gr.2	Data: 2001-03-07	Ocena:
		Temat: Kucie swobodne. Kucie matrycowe

Kucie swobodne.

1. Spęczanie

ao [mm]	bo [mm]	ho [mm]	a [mm]	b [mm]	h [mm]	εn	k	Pśr [MPa]	Ft [kN]	Sk [mm^2]	Frz [kN]
29,3	-	26,6	34,3	-	20,1	24,4	1,12	280	188,7	674	212,5
26,6	26,6	26,6	32	32	19,8	25,5	1,1	275	194,5	707,5	210
19,5	47	26,6	20	52,1	18,9	28,9	1,09	272,5	249,7	916,5	205

Spęczanie wykonujemy stosując gniot 7 mm (Δh)

μ = 0,2

σ_{p AL =} 250 MPa

Odkształcenie

gdzie:

h_o - wysokość materiału przed spęczaniem

h - wysokość materiału po spęczaniu

Odkształcenie dla walca:

Odkształcenie dla sześcianu:

Odkształcenie dla prostopadłościanu:

Współczynnik wzrostu oporu odkształcenia na skutek tarcia narzędzia „k”.

Współczynnik wzrostu oporu odkształcenia dla walca :

Współczynnik wzrostu oporu odkształcenia dla sześcianu:

Współczynnik wzrostu oporu odkształcenia dla prostopadłościanu:

Średni nacisk jednostkowy P_śr obliczamy ze wzoru:

P_śr = σ_{p AL.} · k [MPa]

Średni nacisk jednostkowy dla walca:

P_śr = 250 · 1,12 = 280 MPa

Średni nacisk jednostkowy dla sześcianu:

P_śr = 250 · 1,1 = 275 MPa

Średni nacisk jednostkowy dla prostopadłościanu:

P_śr = 250 · 1,09 = 272,5 MPa

Pole powierzchni S_k

Pole powierzchni S_k dla walca:

S_k = πr² = 3,14 · (14,65)² = 674 mm²

Pole powierzchni S_k dla sześcianu:

S_k = a² = 26,6² = 707,5 mm²

Pole powierzchni S_k dla prostopadłościanu:

S_k = a · b = 19,5 · 47 = 916,5 mm²

Siła nacisku prasy F_t

F_t = P_śr · S_k

F_t = 280 · 647 = 1887 N

F_t = 275 · 707,5 = 1945 N

F_t = 272,5 · 916,5 = 2497 N

2. Wydłużenie

bo [mm]	ho [mm]	lw [mm]	lp [mm]	lo [mm]	h [mm]	l [mm]	bmin [mm]	bmax [mm]	bśr [mm]	λ	β	a [mm]	k	Pśr [MPa]
20	20	0,6	12	60	10,3	94	22,5	26	24,2	1,56	1,21	18,8	1,06	21,2
20	20	0,4	8	40	10,3	65	22	24,1	23,05	1,62	1,15	13	1,04	20,8

Obliczamy b_śr

1. b_śr = (b_max + b_min ) / 2 = 26 +22,5/2 = 24,25

2. b_śr = (b_max + b_min ) / 2 = 24,1 +22/2 = 23,05

Współczynnik wydłużenia λ obliczamy:

λ = l_k/l_o

1. λ =94/60 = 1,56 dla posuwu 0,6

2. λ =65/40 = 1,62 dla posuwu 0,4

Współczynnik poszerzenia β

β = b_śr/b_o

β = 24,25/20 = 1,21 dla posuwu 0,6

β = 23,05/20 = 1,15 dla posuwu 0,4

obliczenie długości wydłużenia a:

a = l_k/n

gdzie n = 5 - ilość odcinków ulegających wydłużeniu.

a = 84/5 = 18,8 dla posuwu 0,6

a = 65/5 = 13 dla posuwu 0,4

Obliczanie współczynnika kształtu k:

μ = 0,1

Dla posuwu 0,6

Dla posuwu 0,4

Obliczanie średniego nacisku:

P_śr = σ_p · k

Dla posuwu 0,6 P_śr = 20 ·1,06 = 21,2 MPa

Dla posuwu 0,4 P_śr = 20 ·1,04 = 20,8 MPa

Obliczanie pola powierzchni S_k

S_k = a · b_śr

Dla posuwu 0,6 S_k = 18,8 · 24,2 = 454,9 mm²

Dla posuwu 0,4 S_k = 13 · 23,05 = 299,65 mm²

Obliczanie teoretycznej siły nacisku F_t

Dla posuwu 0,6 F_t = P_śr · S_k = 21,2 · 454,9 = 9640 N

Dla posuwu 0,4 F_t = P_śr · S_k = 20,8 · 299,6 = 6230 N

Obliczanie rzeczywistej siły nacisku F_rz:

F_rz = (F₁ + F₂ + F₃ + F₄ + F₅)/5

Dla posuwu 0,6 F_rz = (9,5+13,5+12+14+13)/5 = 12,40 kN

Dla posuwu 0,4 F_rz = (5,5+12+10,5+9,5+10)/5 = 9,50 kN

3. Kucie matrycowe

Lp	ho [mm]	do [mm]	hmax [mm]	dmax [mm]	d [mm]	d1 [mm]	h [mm]	q	Sw [mm^2]	FT [kN]	Frz [kN]
1	25	35	23,8	52,7	49,4	37	1,6	9,34	1915,7	357,9	215
2	30	35	25,4	57,4	49,2	36,9	3,2	9,34	1900,2	355,0	215
3	35	35	26	65	49,4	37	4	9,34	1915,7	357,9	215

Obliczanie współczynnika kształtu q:

q = 8(1- 0,001d) · ((1,1 + (20/d²))²

q₁ = 8(1- 0,001·49,4) · ((1,1 + (20/2440))² = 9,34

q₂ = 8(1- 0,001·49,2) · ((1,1 + (20/2420,6))² = 9,342

q₃ = 8(1- 0,001·49,4) · ((1,1 + (20/2440))² = 9,34

obliczanie pola powierzchni pierścienia s:

s₁ = (πd²)/4 = (3,14· 49,4²) / 4 = 1915,7 mm²

s₂ = (πd²)/4 = (3,14· 49,2²) / 4 = 1900,2 mm²

s₃ = (πd²)/4 = (3,14· 49,4²) / 4 = 1915,7 mm²

Siła teoretyczna F_t:

F_t = q · s · σ_p

F₁ = q · s₁ · σ_p = 9,34· 1915,7·20 = 357852,76 N

F₂ = q · s₂ · σ_p = 9,342· 1900,2·20 = 355033,368 N

F₃ = q · s₃ · σ_p = 9,34· 1915,7·20 = 357852,76 N

Wnioski:

Przeprowadzając ćwiczenie zauważyliśmy, że poszerzenie próbki zależy od zastosowanego posuwu. Podczas kucia matrycowego stwierdziliśmy, że wielkość wypływki zależy od wielkości wsadu zastosowanego do kucia.

Przeprowadzając proces spęczania zauważyliśmy, że siła teoretyczna jest mniejsza od siły rzeczywistej. Zauważyliśmy też, iż kształt próbki nie ma znacznego wpływu na współczynnik wzrostu oporu.

Przy kuciu matrycowym współczynnik kształtu pozostał praktycznie niezmienny.

---