Procesy i Techniki Produkcyjne I

Temat: Projekt technologiczny tłoczenia wytłoczki.

Banak Rafał

Skrzyniarz Marek

gr. 304

ZiIP

Spis treści

1. Własności mechaniczne i plastyczne materiału ....................................................................3

2. Określenie naddatków na okrawanie (lub obróbkę skrawaniem) .........................................3

3. Obliczenie średnicy krążka wyjściowego..............................................................................4

4. Określenie wymiarów półfabrykatów - arkusza blachy........................................................4

5. Obliczenie szerokości pasa blachy.........................................................................................4

6. Obliczenie ilości krążków wycinanych z arkusza, stopnia wykorzystania materiału, wybranie optymalnego wariantu cięcia pasów z arkusza........................................................5

7. Obliczenie sił cięcia................................................................................................................7

8. Określenie ilości operacji tłoczenia........................................................................................7

9. Obliczenie kształtu wytłoczek w kolejnych operacjach tłoczenia..........................................9

10. Obliczenie sił tłoczenia w kolejnych operacjach................................................................13

11. Dobór prasy dla maksymalnej siły ze wszystkich operacji.................................................14Rysunek gotowej wytłoczki

Materiał	Wymiary [mm]
		dz	hc	g	rw
M1	50	134	1,3	3

1. Własności mechaniczne i plastyczne materiału

Wytrzymałoś na rozciąganie Rm (MPa) - 345

Granica plastyczności R_0,2 (MPa) - 310

Twardość HRB (HRB) - 50

Wydłużenie A5 (%) - 6

Moduł sprężystości E (GPa) - 115

2. Określenie naddatków na okrawanie (lub obróbkę skrawaniem)

Wartość naddatku na okrawanie dobieramy w zależności od ilorazu
oraz wysokości hc, gdzie:

Wielkość naddatku należało oszacować, stąd:

a = 6 + 1,36 = 7,36

3. Obliczenie średnicy krążka wyjściowego

I sposób

II sposób

4. Określenie wymiarów półfabrykatów - arkusza blachy

Dla grubości g=1,3mm szerokość X długość arkusza [mm] wynosi:

- 700 X 1400

- 750 X 1500

- 800 X 1600

- 1000 X 2000

- 1100 X 2200

- 1250 X 2500

- 1400 X 2800

- 1500 X 3000

5. Obliczenie szerokości pasa blachy

• Szerokość pasa wyznaczamy z zależności:

a' - odstęp boczny ( ponieważ g=1,3 należało oszacować wartość a',stąd:

a'=1,2+0,12=1,32

T=0,7

B=171,67+2∙1,32+0,7=175,01 ≈ 175mm

• Skok podawania liczymy z zależności

p = Dk + a'

a'= b'= 1,32

p=171,67+1,32 = 172,99 ≈ 173mm

6. Obliczenie ilości krążków wycinanych z arkusza, stopnia wykorzystania materiału, wybranie optymalnego wariantu cięcia pasów z arkusza.

Ilość krążków:

- dla cięcia wzdłużnego:

-dla cięcia poprzecznego:

gdzie:

nc - liczba krążków z arkusza

B - szerokość pasa

La - długość arkusza

Ba - szerokość arkusza

p - przerwa

Współczynnik wykorzystania materiału

η - współczynnik wykorzystania arkusza blachy

Fp - powierzchnia przedmiotu

Fa - powierzchnia arkusza blachy

23146,15mm²

Obliczenia:

• dla arkusza blachy o wymiarach 700 X 1400

- dla cięcia wzdłużnego:

-dla cięcia poprzecznego:

• dla arkusza blachy o wymiarach 1000 X 2000

- dla cięcia wzdłużnego:

-dla cięcia poprzecznego:

• dla arkusza blachy o wymiarach 1100 X 2200

- dla cięcia wzdłużnego:

-dla cięcia poprzecznego:

• dla arkusza blachy o wymiarach 1500 X 3000

- dla cięcia wzdłużnego:

-dla cięcia poprzecznego:

Zestawienie obliczeń w tabeli:

Wymiar arkusza blachy	Sposób cięcia
		Wzdłużny		Poprzeczny
		nc	η [%]	nc	η [%]
700 X 1400	32	75,58	32	75,58
1000 X 2000	55	63,65	55	63,65
1100 X 2200	72	68,86	72	68,86
1500 X 3000	136	69,95	136	69,95

Wybieramy wymiary blachy 700 X 1400 ponieważ współczynnik wykorzystania materiału η jest największy.

Cięcie wzdłużne, długość blachy wynosi 1400.

7. Obliczenie sił cięcia

• Obliczenie siły wycinania (wykrawania) krążków: Pmax = k∙l∙g∙R_T

k - współczynnik bezpieczeństwa (1,1…1,3) → k = 1,3

l - długość linii cięcia →

g - grubość → g = 1,3

R_T - wytrzymałość materiału na cięcie → R_T = 3000 MPa

Pmax = 1,3∙539,32∙1,3∙3000 = 2734352,4 N = 2734,35 kN = 2,73 MN

• Obliczenie siły cięcia arkusza na pasy: Pmax = l∙g∙R_T

l - długość pasa blachy → l = 1400

Pmax = 1400∙1,3∙3000 = 5460000 N = 5460 kN = 5,46 MN

8. Określenie ilości operacji tłoczenia

• Obliczenie całkowitego współczynnika ciągnienia

dn - najmniejsza średnica gotowej wytłoczki

• Określenie minimalnego współczynnika wytłaczania m₁

Minimalny współczynnik wytłaczania określa się na podstawie ilorazu
,
w naszym przypadku wynosi on 0,76. Oszacowana wartość m₁ wynosi:

m₁ = 0,54

• Sprawdzenie warunku

mc > m₁ lub mc ≤ m₁

Ponieważ
więc nie możemy wytłoczki wykonać w jednym zabiegu.

• Obliczenie ilości operacji

- średni współczynnik przetłaczania

Kolejne współczynniki przetłaczania dobieramy z tabeli:

m₂ = 0,78

m₃ = 0,8

m₄ = 0,82

m₅ = 0,85

• Określenie rzeczywistego współczynnika przetłaczania

m_CT = m_c

m_CT = m₁∙ m₂∙ m₃∙ m₄ = 0,276

0,276 ≠ 0,284

• Wyznaczenie kolejnych średnich średnic wytłoczki.

W tym celu należy wyznaczyć poprawkę korygującą współczynnik ciągnienia, następnie skorygować te współczynniki ciągnienia i wyznaczyć poszukiwane średnice.

Poprawkę korygującą X wyznaczamy z zależności:

Sprawdzanie poprawności

m_CT'= m_c

m_CT' = m₁'∙ m₂'∙ m₃'∙ m₄'= 0,284

0,284 = 0,284

9. Obliczenie kształtu wytłoczek w kolejnych operacjach tłoczenia

• I operacja - wytłaczania

• II operacja - przetłaczanie

r₂ - zmniejszone o 10% względem r₁

• III operacja - drugie przetłaczanie

r₃ - zmniejszone o 10% względem r₂

• IV operacja - trzecie przetłaczanie

r₄ - zmniejszone o 28,75% względem r₃

Mimo, że średnica w ostatniej operacji jest równa 48,74mm zakładamy, że ma 50mm.

> hc ,stąd ostatecznie naddatek na okrawanie wynosi:

- hc = 140,09 - 134 = 6,09

• Sprawdzanie konieczności wyżarzania międzyoperacyjnego wytłoczki

ε_c < ε_cdop

ε_cdop = 0,6

• dla I operacji

ε_c = 1 - m₁' = 1 - 0,544 = 0,46

warunek ε_c < ε_cdop jest spełniony, dlatego nie jest konieczne przeprowadzenie operacji wyżarzania.

• dla II operacji

ε_c = 1 - m₁'∙ m₂' = 1 - 0,544∙0,785 = 0,57

warunek ε_c < ε_cdop jest spełniony, dlatego nie jest konieczne przeprowadzenie operacji wyżarzania.

• dla III operacji

ε_c = 1 - m₁'∙ m₂'∙ m₃' = 1 - 0,544∙0,785∙0,806 = 0,66

warunek ε_c < ε_cdop nie jest spełniony, dlatego jest konieczne przeprowadzenie operacji wyżarzania.

• dla III operacji

ε_c = 1 - m₁'∙ m₂'∙ m₃'∙ m₄' = 1 - 0,544∙0,785∙0,806∙0,826 = 0,72

warunek ε_c < ε_cdop nie jest spełniony, dlatego jest konieczne przeprowadzenie operacji wyżarzania.

10. Obliczenie sił tłoczenia w kolejnych operacjach.

• Sprawdzenie konieczności stosowania dociskacza:

g ≤ 0,02∙Dk

1,3 ≤ 3,43, ponieważ warunek jest spełniony konieczne jest zastosowani dociskacza.
W tym przypadku całkowita siła wytłaczania obliczana jest ze wzoru: Pc=P+Pd

Pc =
+
= 137708,47

• Teoretyczną wartość siły wytłaczania obliczamy według wzoru:

n₁ - wartość pomocniczego współczynnika wytłaczania;

d_wśr - średnica wytłoczki liczona pośrodku grubości ścianek;

g_wśr - grubość początkowa materiału wsadowego;

Rm - wytrzymałość materiału na rozciąganie.

n₁ = 0,9

N

• Teoretyczna wartość siły przetłaczania obliczamy wg. wzoru:

P_p1t = n₂ ∙ π ∙ d_p1sr ∙ g_p1sr ∙ Rm

n₂ - wartość pomocniczego współczynnika przetłaczania;

d_p1sr - średnica wytłoczki liczona pośrodku grubości ścianek;

g_p1sr - grubość początkowa materiału po operacji wytłaczania.

n₂ = 0,8

P_p1t = 0,8 ∙ π ∙ 73,31 ∙ 1,3 ∙ 345 = 82635,28

n₃ = 0,8

P_p1t = 0,8 ∙ π ∙ 59,01 ∙ 1,3 ∙ 345 = 66516,28

n₄ = 0,75

P_p1t = 0,8 ∙ π ∙ 48,74 ∙ 1,3 ∙ 345 = 54939,90

11. Dobór prasy dla maksymalnej siły ze wszystkich operacji.

1kG = 9,81N

1T = 1000kG

Maksymalną siłą występującą podczas powyższych operacji była siła wytłaczania równa
N

Z tego wynika, że należy dobrać prasę 16A.

2

---