Wydział: WIMiIP	Kierunek: ET-I	Temat: Dziurowanie swobodne	Data: 03-05-2011
Grupa: 2	Nazwa: WRO	Nazwisko i imię: Aleksandra Kulecka, Paweł Szeląg	Ocena:
Zespół: 4

Teoria

Dziurowanie jest operacją, która służy do wykonywania w odkuwkach otworów lub wgłębień. Dziurowanie można przeprowadzić zasadniczo dwiema metodami: z podkładanym pierścieniem (rys. 2.19a) i bez podkładanego pierścienia. Proces dziurowania bez podkładanego pierścienia można przeprowadzić przebijakiem pełnym lub przebijakiem drążonym.

Dziurowanie z podkładany pierścieniem stosuje się przy odkuwkach o niewielkiej grubości, nieprzekraczającej wysokości przebijaka. Aby wykonać dziurowanie tą metodą na dolnym kowadle kładziemy pierścień i dopiero na tym pierścieniu kładziemy rozgrzaną odkuwkę. Na odkuwce w osi pierścienia ustawiamy przebijak i górnym kowadłem wciskamy go w odkuwkę do momentu aż osiągnie poziom, na jakim znajduje się pierścień. Siłą wycinania (wzór na przybliżoną siłę wycinania) [N] :

F = (0,7 ÷ 0,8) R_mt *  *d * H

gdzie: H - wysokość odkuwki [mm] d - średnica przebijaka [mm] R_mt - wytrzymałość materiału na rozciąganie [MPa]

Dziurowany materiał ustawiamy w osi prasy i na nim ustawiamy przebijak mniejszą średnicą na materiale (rys. 2.21a). Podczas dziurowania stosuje się przebijaki o kształcie ściętego stożka odwróconego do góry dnem by zmniejszyć nacisk przy wgłębianiu. Po wgłębieniu wyjmuje się przebijak i wsypuje do powstałego w ten sposób wgłębienia miał węglowy. Miał podczas wgłębiania przebijaka ulega spalaniu i wydziela gazy, które tworzą swoistą poduszkę gazowa pomiędzy materiałem odkuwki a przebijakiem. Następnie ustawiamy ponownie przebijak we wgłębieniu i wprowadzamy na całą możliwą głębokość. Gdy nie jest już możliwe dalsze wgłębianie przebijaka to pomiędzy prasę a przebijak wkładamy nadstawki (rys. 2.21b) i kontynuujemy wgłębianie. Ilość nadstawek użytych podczas dziurowania zależy od grubości odkuwki i używamy ich tyle by denko pod przebijakiem osiągnie grubość około 10÷15% wysokości odkuwki (rys. 2.21c). Gdy denko już osiągnie żądaną grubość to wyciągamy nadstawki, obracamy odkuwkę. Na odkuwce ustawiamy teraz przebijak wycinający (rys. 2.21d), jako punku orientacyjnego używając ślad pozostawiony na dolne powierzchni odkuwki przez przebijak wgłębiający. Przebijak wycinający służy do wycięcia denka w odkuwce i wypchnięcia przebijaka wgłębiającego.

       Dziurowanie przebijakiem pełnym posiada wady, które mogą dyskwalifikować użycie tego procesu. Do dziurowania przebijakiem pełnym trzeba używać pras o dużych naciskach. Kolejną bardzo istotną wadą jest to, iż podczas tego procesu odkuwka ulega znacznym zniekształceniom.

Jeśli chcemy wykonać otwór o średnicy powyżej 450 mm to dziurowanie przebijakiem pełnym wiązało by się z użyciem prasy o bardzo dużym nacisku tak więc konieczne jest zastosowanie metody dziurowania przebijakiem drążonym. Po ustawieniu wlewka na dolny kowadle delikatnie wgłębiamy przebijak (rys. 2.22a), po czym wyciągamy go, posypujemy powstałe wgłębienie miałem węglowym i w razie konieczności poprawiamy ustawienie przebijaka względem osi otworu (rys.2.22b). Kontynuując dziurowanie korzystamy z nadstawek (rys. 2.22c), które pozwalają wprowadzać przebijak coraz głębiej. Po osiągnięciu głębokości równej 2/3 grubości odkuwki ustawiamy materiał na pierścieniu i kontynuujemy operację dziurowanie do momentu przebicia otworu na wylot (rys. 2.22d).

Wady:
- trudność zdejmowania przebijaka z wyciętego rdzenia,
- nagrzewanie się i w konsekwencji odkształcanie przebijaka,
- duże odpady.

Zalety:
- w porównaniu z dziurowaniem przebijakiem pełnym wymaga użycia pras o mniejszym nacisku,
- nie zniekształca tak bardzo odkuwki jak proces dziurowania przebijakiem pełnym,
- umożliwia wycięcie rdzenia odkuwki w którym z reguły skupiają się wady materiałowe
- koszty dziurowania przebijakiem drążonym są niższe od kosztów dziurowania przebijakiem pełnym.

Siłę potrzebną do dziurowania wyznaczamy ze wzoru :

[N]

gdzie: d - średnica przebijaka [mm] D - średnica odkuwki przed dziurowaniem [mm] R_mt - wytrzymałość materiału na rozciąganie [MPa]

Część praktyczna:

Warunki brzegowe:

-urządzenie: prasa hydrauliczna

-temperatura kucia: 1200^oC

-temperatura kowadeł: 300^oC

-materiał: stal20

-odległość końcowa miedzy narzędziami: 10 mm

-smar: gw-st-h (m=0.4),

Nazwa pliku	D0	H0	ds	D	H	h	H/H0	h/H0	ds/D0	FQForm
		mm						-	-	-	kN
ds30	100	120	30	107	117	10	0,98	0,08	0,3	181
ds30 drazony	100	120	30	102	119	10	0,99	0,08	0,3	93
ds60	100	120	60	138	100	10	0,83	0,08	0,6	620

Intensywność odkształcenia przebijakiem drążonym (30 mm)

Naprężenie średnie przebijakiem drążonym (30 mm)

Intensywność odkształcenia przebijakiem płaskim (30 mm)

Naprężenie średnie przebijakiem prostym (30 mm)

Intensywność odkształcenia przebijakiem płaskim (60 mm)

Naprężenie średnie przebijakiem prostym (60 mm)

Siły uzyte w prcesach:

Dzuirowanie przebijakiem płaskim o średnicy 30 mm - 181 kN

Dzuirowanie przebijakiem płaskim o średnicy 60 mm - 620 kN

Dzuirowanie przebijakiem drążonym o średnicy 30 mm - 93 kN

Wnioski:

• Siły użyte w dziurowaniu przebijakami płaskimi różnią się znacząco. Przy szerszym przebijaku (60 mm) siła użyta jest prawie czterokrotnie większa niż przy cieńszym przecinaku (30 mm). Najmniejsza siła użyta jest w przypadku przebijaka drążonego. Możemy stwierdzić, że im mniejsza powierznia styku przebijaka z materiałem, tym mniejsza siła jest potrzebna do dziurowania.

• Zniekształcenie materiału w dziurowaniu przebijakiem płaskim 60mm jest bardzo duże. W przypadku przebijaka płaskiego 30mm te zniekształcenia nie są już tak istotne, a przebijak drążony praktycznie wcale nie zniekształca materiału odprowadzając nadmiar materiału poprzez otwór w tym przebijaku.

• We wszystkich trzech próbach dziurowania możemy zaobserwować, że naprężenie ściskające koncentruje się w miejscu styku przebijaka z materiałem, a naprężenie rozciągające lokalizuje się wzdłuż przebijaka.

• W przypadkach przebijaków płaskich intensywność odkształcenia są duże po wewnętrznej stronie materiału, ntomiast po zewnętrzenj stronie ta intensywność jest znikoma. W przypadku przebijaka drążonego ta inensywnosć mieści się wokół przebijaka.

---