LABORATORIUM OBRÓBKI PLASTYCZNEJ

Laboratorium

Temat: Proces wytłaczania.

Rzeszów 2000

1.)Wiadomości podstawowe.

Przebieg wytłaczania:

Pod wpływem nacisku stempla krążek blachy przetłoczony zostaje przez otwór matrycy i ukształtowany w postaci naczynia cylindrycznego. W czasie wytłaczania w odkształconej części walcowej panuje jednoosiowe naprężenie rozciągające , a w kołnierzu występują promieniowe naprężenia rozciągające i obwodowe naprężenia ściskające.

Podczas wytłaczania z dociskiem kołnierza występują również ściskające naprężenia normalne. W procesie wytłaczania można wyodrębnić zasadniczo dwa odmienne sposoby odkształcenia. Pierwszy występuje w obszarze dna wytłoczki i polega na kształtowaniu blachy kosztem zmniejszenia jej grubości ,

w wyniku działania płaskiego stanu naprężeń rozciągających (obciąganie).

W obszarze kołnierza kształtowanie blachy odbywa poprzez zwiększanie jej grubości pod wpływem ściskających naprężeń obwodowych i rozciąganiu w kierunku promieniowym , taki sposób odkształcenia nazywa się czystym wytłaczaniem.

O udziale czystego wytłaczania i obciąganiu w procesie wytłaczania decyduje przede wszystkim kształt stempla i matrycy oraz stosunek średnicy krążka wyjściowego do średnicy wytłoczki. w razie stosowania stempli zakończonych płasko zachodzi głównie proces czystego wytłaczania , natomiast przy stemplach o kulistej powierzchni czołowej występuje dodatkowo proces obciągania. Intensywność naprężeń i odkształceń jest różna w poszczególnym stadium procesu wytłaczania i w różnych punktach wytłoczki.

Najbardziej wytężonym miejscem jest strefa przejścia ścianki bocznej w dno wytłoczki wskutek pociemnienia się materiału pod wpływem naprężeń rozciągających o dużej wartości.

Stopień przeformowania materiału podczas wytłaczania naczynia cylindrycznego przyjęto określać w praktyce przemysłowej wartością współczynnika wytłaczania:

m₁ = d₁/D

d₁ , D - oznaczają odpowiednio: średnicę wytłoczki i średnicę krążka.

Zamiast współczynnika m₁ używa się czasem współczynnika odkształcenia β , który jest odwrotnością współczynnika wytłaczania.

β =

Współczynnik m₁ lub β nie mogą przyjmować wartości dowolnych. Ich wartości graniczne m_gr , β_gr wynikają z warunku równości największej siły tłoczenia P_max i wytrzymałości walcowej ścianki wytłoczki na rozerwanie , nazywanej krótko siłą zrywającą P_Zr.

Osiągnięcie przez siłę wytłaczania wartości P_Zr jest równoznaczne z obwodowym rozdzieleniem wytłoczki w pobliżu zaokrąglonej krawędzi stempla. Zatem , by uzyskać prawidłową wytłoczkę , musi być spełniony warunek:

P_max
P_Zr

Podany warunek ogranicza największą średnicę krążka , z którego można wytłoczyć naczynie bez kołnierza o danej średnicy d₁ , bez obawy o pęknięcia wytłoczki.

Podczas wytłaczania następuje przewijanie blachy po zaokrągleniu krawędzi matrycy , co łączy się z dwukrotnym jej gięciem , w walcowej ściance wytłoczki musi dodatkowo działać naprężenie σ_g, którego wartość można określić ze wzoru:

Zatem zmniejszenie wartości r_m/g powoduje zwiększenie naprężenia σ_g , a tym samym zwiększenie siły P_max - co powoduje z kolei obniżenie wartości β_gr.

Aby uzyskać możliwie dużą wartość β_gr , w praktyce stosuje się najczęściej

r_m/g = 5 - 10.

2.)Wyniki.

Lp.	Średnica krążka D[mm]	Siła docisku Q[kN]	Promień matrycy rm[mm]	Siła maksymalna Pmax[kN]	Uwagi:
1	54	1	4	30,8	-
2	54	1	4	27	prawidłowy wygląd
3	54	2	4	26,8	brak zmian kształtu
4	54	3	4	27,4	-
5	64	2	4	37,8	zerwanie dna

q

q₁
= 497512,5[Pa]

q₂
=995024,8[Pa]

q₃
= 724637,68[Pa]

q₄
= 724637,68[Pa]

q₅
= 724637,68[Pa]

Optymalnym dociskiem Q[kN] , mierzonym za pomocą klucza manometrycznego ,

którym dokręcano dociskacz jest docisk 2[kN] co odpowiada momentowi M = 30[Nm].

Współczynnik wytłaczania:

β =

β₁ =
= 1,75

β₂ =
= 1,75

β₃ =
= 1,75

β₄ =
= 1,75

β₅ =
= 2 β_gr

m = 1/β

m = d₁/D = 0,47

Średni nacisk jednostkowy.

---