Wydział Budowy Maszyn i Informatyki Data wykonania ćwiczenia: 03.06.2015

Rok akademicki: 2014/2015

Studia: stacjonarne/inżynier/dzienne

Semestr: 4

Kierunek: Mechanika i Budowa Maszyn

LABORATORIUM OBRÓBKI PLASTYCZNEJ

Ciągnienie

1. Wstęp Teoretyczny:

Ciągnienie – proces technologiczny stosowany w metalurgii polegający na formowaniu drutu lub pręta poprzez przeciąganie materiału wyjściowego w postaci: walcówki, prasówki, lub krajki poprzez otwór ciągadła, którego pole przekroju jest mniejsze niż pole przekroju poprzecznego przeciąganego materiału. W wyniku tego następuje zmniejszenie średnicy obrabianego przedmiotu oraz jego wydłużenie, może też nastąpić zmiana kształtu przekroju. Podczas ciągnienia zachodzi umocnienie materiału (zwiększenie własności wytrzymałościowych okupione zmniejszeniem własności plastycznych).

PRZED CIĄGNIENIEM - OPERACJE WSTĘPNE

• oczyszczanie powierzchni walcówki z zendry powstałej w procesach hutniczych (walcowanie, obróbka cieplna itp.),

• redukcja średnicy końca poprzez zaostrzanie lub przepychanie

• prostowanie wstępne – jedno lub wielokrotne

Końce prętów mogą być dodatkowo obrobione - jednostronnie lub z obu stron, poddane planowaniu czoła i fazowaniu. Zwykle fazowaniu podlegają pręty ze stali automatowych, przeznaczone do dalszej obróbki na automatach tokarskich. Wyposażenie technologiczne pozwala na fazowanie prętów w zakresie wymiarowym od 10 do 70 mm. Standardowa wielkość fazy 2,5 mm/45 stopni.

2. Cel Ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest badanie wpływu warunków ciągnienia na jakość technologiczną wyrobów.

3. Przebieg ćwiczenia:

Materiał	Grubość [mm]	Średnica Ø [mm]	Nacisk jednostkowy q
Aluminium	0,5	43,2	0,145
Mosiądz	0,55	43,2	0,19
Miedź	0,52	43,2	0,145
Stal	0,5	43,2	0,24
Stal Ocynkowana	0,52	39,9	0,24

Siły dociskania obliczone ze wzoru:

P_d =$\ \frac{\pi}{4}\left\lbrack D^{2} - \left( d + 2r_{m} \right)^{2} \right\rbrack q\ \lbrack kG\rbrack$

Gdzie:
D- średnica krążka wyjściowego [mm]

d – średnica otworu matrycy [mm]

r_m – promień zaokrąglenia matrycy [mm]

q - Nacisk jednostkowy dociskacza

[kG] ---> [N]

Poszczególne obliczenia:

$$P_{d1} = \frac{\pi}{4}\left\lbrack {43,2}^{2} - \left( 26,9 + 2 \bullet 1 \right)^{2} \right\rbrack \bullet 0,145 = 1151,95N$$

P_d2 = 1508, 98N

P_d3 = 1151, 95N

P_d4 = 1906, 44N

P_d5 = 1399, 3N

Wyniki pomiarów siły tłoczenia [kN]:

Aluminium
1,25
2,5
3,5
1,5
0,75
0,5

Mosiądz
14
12
9,5
6,5
5,5
5
4
2
1
0,5
0

Miedź
-

Stal
18
15
16
12
12,5
10
7,5
6
4,5
0

Stal Ocynkowana
1,5
3,5
5
9,5
10,5
10,5
10
9,5
9
6
6,5
3,5
2
1
0,5
0,25
0

Wykres dla Stali Ocynkowanej:

4. Wnioski

- Na próbkach nakreślono siatkę kontrolną co pozwoliło zaobserwować zmiany w materiale podczas próby: powierzchnia czołowa pozostała praktycznie bez zmian, a na powierzchniach bocznych można było zaobserwować rozciągnięcie siatki równoległe do osi wytłoczki.
- Większość prób poza próbą na stali ocynkowanej można uznać za niemiarodajną, gdyż na poprawność ćwiczenia wpływało wiele czynników takich jak np. poprawne korzystanie z maszyny, dobranie siły docisku, co w naszym przypadku wiązało się z brakiem doświadczenia, wiedzy oraz nieodpowiednich działań na terenie laboratorium utrudniających ćwiczenie takich jak nadmiarowy ruch po laboratorium czy uciążliwe rozmowy niektórych jednostek
- Olbrzymi wpływ na ciągnienie ma anizotropowość co można zaobserwować przez nierówną krawędź próbki poddanej ciągnieniu.