Politechnika Warszawska Wydział Inżynierii Produkcji

Laboratorium obróbki plastycznej

SPRAWOZDANIE

Ćwiczenie T-7

TEMAT : OKREŚLANIE GRANICZNEJ WARTOŚCI WSPÓŁCZYNNIKA WYTŁACZANIA DLA WYTŁOCZEK CYLINDRYCZNYCH.

Piotr Marzęcki

Grupa : A-43

Zespół : 1

1. Wstęp teoretyczny.

W tłocznictwie cienkich blach duży udział ilościowy ma operacja wytłaczania, której celem jest przekształcenie płaskiego kawałka blachy w wytłoczkę o powierzchni nierozwijalnej. Najprostszą wytłoczką tego typu jest naczynie cylindryczne bez kołnierza. Przeformowanie materiału, zachodzące podczas wytłaczania naczynia cylindrycznego przyjęto określać za pomocą współczynnika wytłaczania:

gdzie d₁ i D oznaczają odpowiednio: średnicę wytłoczki i średnicę krążka. Zamiast współczynnika m₁ używa się czasem współczynnika odkształcenia β, który jest odwrotnością współczynnika wytłaczania:

2. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest doświadczalne wyznaczenie granicznej wartości współczynnika wytłaczania dla cylindrycznych wytłoczek bez kołnierza i jakościowe sprawdzenie wpływu niektórych parametrów procesu na tę wartość.

3. Przebieg ćwiczenia.

Przed przystąpieniem do próby wytłaczania najpierw zmierzyliśmy średnice wszystkich krążków blachy - wyniki zostały umieszczone w tabeli (Tabela 1.). Nastepnie zmierzylismy/spisaliśmy resztę potrzebnych do obliczeń danych:

grubość krążków g = 1 mm

średnica matrycy d_m = 35,1 mm

średnica stempla d_s = 32,8 mm

promień zaokrąglenia matrycy r_m = 4 mm

promień zaokrąglenia stempla r_s = 4 mm

Następnie przeprowadzamy próbę wytłaczania i mierzymy siłę wytłaczania dla poszczególnych krążków blach o zwiększających się średnicach (tabela 1).

Pole dociskacza obliczyłem ze wzoru:

Nastepnie siłę docisku ze wzoru:

gdzie ρ(nacisk jednostkowy)=2[MN/m²]

Tabela 1.

L.p.	Średnice krążków D	Pole powierzchni dociskacza	Siła dociskacza Pdoc	Siła wytłaczania Pmax	Siła zrywająca Pzr
		[mm]	[mm^2]	[N]	[N]	[N]
1	61,4	1501,2	3003,912	4150
2	62,9	1647,56	3296,787	4280
3	65,3	1889,09	3780,09	4750
4	67	2065,64	4133,378	4950
5	69,8	2366,33	4735,056	5050	5050
6	73	2725,04	5452,847	5000	5000
7	75	2957,4	5917,802	5000	5000
8	75+folia	2957,4	5917,802	4950

Sporządziłem nastepnie wykres w układzie osi (D,P) i naniosłem na niego punkty doświadczalne odpowiadające siłom P_max i siłom P_zr.

Z układu równań powyższego wykresu wyznaczyłem graniczną wartość średnicy wytłoczki (punkt przecięcia się wykresów):

D_gr = 67,68mm

Obliczam wartość współczynnika odkształtowania :

czyli graniczna wartość współczynnika wytłaczania wynosi :

Względna grubość krążka g/D dla której wyznaczono współczynnik wytłaczania wynosi:

4. Wnioski.

Po wykonaniu ćwiczenia można zauważyć, że po przekroczeniu β_gr wytłoczka pęka. Trzeba zatem pamiętać o dobrym ustawieniu parametrów procesu (β<β_gr), aby takie wydarzenia nie miały miejsca. Zminiejszenie β_gr może być spowodowane złą geometriąwyrobu i narzędzia, albo np. przez zbyt dużym tarciem. Aby zatem zwiększyć β_gr należy w ogólnym przypadku zmienić geometrię narzędzi, ale również zmniejszyć tarcie poprzez lepsze smarowanie wytłoczek. Doskonale nadają się do tego celu tworzywa sztuczne. Podczas trwania laboratorium, przy pokryciu krążka folią polietanową krążka nastapiło znaczne zwiększenie β_gr. Tworzywa sztuczne, w odróżnieniu od smarów, zmniejszają tarcie podczas całego procesu wytłaczania. Jest to zjawisko bardzo pozytywne i szeroko stosowane np. przy produkcji puszek bez udziału, lub znacznym zmniejszeniu, wody (woda z detergentami jest używana do zmywania warstwy smarów).

---