Operacje wytłaczania i przetłaczania.

Operacja wytłaczania

W ćwiczeniu użyliśmy krążka o średnicy D_k=70mm i grubości g=1,95mm wykonanego z aluminium Al99,5R.

Obliczamy objętość przed wytłoczeniem

3,14*70²

V_o = ------------- * 1,95

4

V_o = 7500,675[mm³]

g

---- = 0,027

D

Z tego wynika, że możemy wytłaczać bez docisku, gdyż został spełniony warunek ( materiał nie powinien się fałdować ).

Schemat procesu wytłaczania :

Średnica matrycy d_m=40mm

R_m=12mm

Obliczamy współczynnik wytłaczania m₁

m₁>0,46 - jesteśmy w strefie bezpiecznej.

Na podstawie średnicy matrycy oraz grubości materiału obliczamy średnicę stempla. Bierzemy pod uwagę możliwość zwiększenia grubości materiału na krawędzi wytłoczki (20÷30%).

d_s=d_m-2g-2⋅0,25g

d_s=35mm

Obliczanie maksymalnej siły wytłaczania:

P_max=π⋅d₁⋅g⋅R_m

P_max = 29,39 [kN]

Obliczamy teoretyczną wysokość wytłoczki

Z tego mamy

Zmierzona wysokość wytłoczki

• Najwyższa - h₁=27,8 mm

• Najmniejsza- h₂=26,75 mm

h_śr = 27,275 [mm]

Odkształcenia w wyniku wytłaczania było można zaobserwować po zmianie kształtu (wymiarów) koła natrasowanego na krążku przed procesem wytłaczania.

Powierzchnia dna naczynia poddana była odkształceniom sprężystym (brak zmiany średnicy kółka), natomiast na powierzchni cylindrycznej zaobserwowaliśmy wydłużenie kółka spowodowane odkształceniami plastycznymi.

Siła wytłaczania wynosiła 14,5 kN (1450kg).

Obliczamy powierzchnię czynną dociskacza od strony matrycy.

Wpływ odkształceń rozciągających, ściskających i związanych ze zmianą grubości materiału można było zaobserwować poprzez zmianę wydłużenia względnego ε₁,ε₂,ε₃.

Średnica elips:

-większa średnica - 7,5 mm.

-mniejsza średnica - 3,2 mm.

7,5-5,2

ε₁ = ---------------- *100% = 44,23%

5,2

3,2-5,2

ε₂ = ---------------- *100% = -38,46%

5,2

2,435-1,95

ε₃ = ---------------- *100% = 22,6%

1,95

Operacja przetłaczania

Na rysunku poniżej przedstawiono schemat przetłaczania

Średnica przetłaczania wynosi 34mm. Na jej podstawie obliczamy wstępną średnicę stempla.

d_s=d_m-2g(1+0,25)

d_s=34-4,875

d_s=29,1 [mm]

Dobieramy stempel o średnicy d_s=27 [mm]

Siła przetłaczania wynosiła P=11kN (1100kg)

W wyniku przetłaczania grubość materiału uległa zmianie i wyniosła ( pomiar nr 1 g=2,1mm a nr 2 g=1,2 mm ) średnio g=1,26mm. Wzrosła bardziej anizotropia na krawędzi.

Obliczamy współczynnik przetłoczenia m₂.

d₂ 34

m₂ = ----- = ----- = 0,85

d₁ 40

Średnia wysokość po przetłaczaniu wyniosła

37,3+33,2

h_śr = ------------- = 35,25

2

Uwagi i wnioski.

W procesie wytłaczania zauważyliśmy anizotropię materiału. Objawiała się ona pęknięciami na powierzchni materiału(zwłaszcza krawędziach). Anizotropia oznacza bowiem niejednorodność struktury materiału. Materiał posiada bowiem wtrącenia, dyslokacje i inne defekty, które powodują miejscowe osłabienie materiału, czego efekty obserwowaliśmy najwyraźniej przy przetłaczaniu. Wydłużenia względne miały największą wartość na ściankach bocznych wzdłuż osi rozciągania. Największe przewężenie wystąpiło u podstawy próbki. W procesie przetłaczania wzrost długości odbywał się kosztem grubości ścian bocznych materiału.

---