Projekt z przeróbki plastycznej

Wytłoczka mosiężna z kołnierzem

Obliczenia wybranych parametrów procesu tłoczenia

1. Obliczenia geometrii wsadu

Oznaczenia:

h – wysokość wytłoczki

D_k – średnica kołnierza

d – średnica wytłoczki

g₀ – grubość wytłoczki

Dane do wykonania projektu:

materiał: Aluminium EN-AW 1050A

h = 205 [mm]

D_k = 280 [mm]

d = 250 [mm]

g₀ = 3[mm]

Przy założeniu, że podczas kształtowania blachy nie dochodzi do zmian jej grubości oraz przy wykorzystaniu zasady stałej objętości należy obliczyć wartość średnicy początkowej krążka . Wyznaczamy ją z poniższej zależności:

$D_{0} = \sqrt{280^{2} + 4*205*250}$ = 533[mm]

Dodajemy naddatek na okrawanie 5%. W kolejnych obliczeniach wstawiamy wartość powiększoną: D₀^* = 533 + 5%*533 = 560[mm]

1. Obliczenia granicznej wartości współczynnika odkształcenia

Podstawowym wskaźnikiem wielkości odkształcenia w procesach tłoczenia jest współczynnik odkształcenia:

β_c= $\frac{D_{0}^{}}{d}$ = $\frac{560}{250}$ = 2,24

Szereg czynników materiałowych i technologicznych powoduje, że wartość współczynnika nie może być przyjmowana dowolnie. Graniczną wartość współczynnika odkształcenia można obliczyć według następujących zależności:

Czynnik uwzględniający właściwości materiału:

gdzie:

- współczynnik anizotropii normalnej

- wykładnik krzywej umocnienia

- granica plastyczności

- wytrzymałość na rozciąganie

- smar maszynowy

C - współczynnik umocnienia

- promień zaokrąglenia matrycy

- promień zaokrąglenia stempla

dane:

Re = 20[MPa]

Rm = 95[MPa]

C = 160 [MPa]

ρ_m = 15 [mm]

ρ_s = 12[mm]

β_mat = 1,74

Czynnik uwzględniający geometrię wsadu:

β_Gw = 0,65 + 18($\frac{g_{0}}{D_{0}}$)+0,15*$\sqrt{\frac{D_{k}}{d\ + *2*g_{0}}}$ = 0,89

Czynnik uwzględniający geometrię narzędzi:

β_GN = (1,08 - $\frac{0,57}{\rho_{m}}$ )*(1,02 - $\frac{0,19}{\rho_{s}}$) = 1,05

Czynnik uwzględniający tarcie:

Ostatecznie otrzymujemy graniczną wartość współczynnika odkształcenia:

β_gr =  β_mat * β_gw * β_gn * β_gn = 1,8

Tak obliczoną wartość przyjmujemy jako dopuszczalną dla pierwszej operacji tłoczenia (wytłaczania). Dla operacji dalszych (operacji przetłaczania) obowiązują następujące zależności:, , , .

Na podstawie powyższej zależności można obliczyć ilość operacji niezbędnych do wykonania wytłoczki o założonej geometrii: .

1. β₁ =  β_gr = 1,8

β₂ =  0, 67 * β_gr= 1,21

β₃ =  0, 64 * β_gr = 1,15

β₄ =  0, 62 * β_gr = 1,12

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! DO TAD OBLICZONE NA NASZYCH DANYCH, teraz sprawdzić czy iloczyn tych 4 beta jest mniejszy od beta c // i lecisz dalej... chyba akurat jest tak jak w tym zadaniu, wiec wszystko napisane ...:P

β₁

Warunek nie jest spełniony, w związku z tym po pierwszej operacji stosujemy wyżarzanie międzyoperacyjne.

Po raz drugi stosujemy wyżarzanie międzyoperacyjne.

Po trzech operacjach wytłoczka zostanie wykonana

1. Obliczenia geometrii wytłoczek pośrednich:

Poniższe warunki są spełnione:

1. Obliczenia wielkości docisku

Podczas realizacji większości procesów wytłaczania konieczne jest stosowanie dociskacza, żeby zapobiegać fałdowaniu się kołnierza.

• wartość nacisku jednostkowego można obliczyć wg wzoru:

• całkowita siła przyłożona do kołnierza:

1. Obliczenie siły wytłaczania

Wartość całkowitej siły potrzebnej do ukształtowania wytłoczki jest sumą siły niezbędnej do uplastycznienia materiału , siły gięcia na promieniu matrycy , sił tarcia na powierzchniach kontaktu kołnierza z matrycą i dociskaczem oraz tarcia na promieniu matrycy :

,

gdzie -kąt jaki tworzy ścianka wytłoczki w kierunkiem działania siły. Będziemy przyjmować, że .

Wartości poszczególnych sił cząstkowych oblicza się wg zależności:

,

gdzie: - promień krążka wyjściowego:

- promień stempla:

- grubość blachy:

- promień bieżący wytłoczki, który wyliczamy z zależności :

Z poniższej zależności wyznaczamy R:

, gdzie

Obliczone wartości przedstawione są w tabeli:

16	258,16	1,94	201101,7	52802,59	13750,73	108213,99	375869,01
60	228,16	2,06	298622,77	75354,23	13750,73	157332,1	545059,83
100	198,16	2,21	242961,92	94345,39	13750,73	129297,59	480355,63
130	173,16	2,36	106625,05	109260,98	13750,73	60629,26	290266,02

1. Obliczenie wartości siły zrywającej

1. Wykres

Poniższy wykres przedstawia zależność siły całkowitej dla I-szej operacji od wysokości wytłoczki