duboko vucenje 11
-
Upload
lynyrd-skynyrd -
Category
Documents
-
view
565 -
download
11
Transcript of duboko vucenje 11
DUBOKO VUČENJE
OBLIKOVANJE MATERIJALA DEFORMIRANJEM
Ime i prezime:
Vježba broj: Škol. god.
Duboko vučenje je postupak obrade metala deformiranjem koji u serijskoj
proizvodnji zauzima vrlo važno mjesto. Prvenstveno se odnosi na obradu u hladnom
stanju, a u specifičnim slučajevima i u toplom stanju. Cilj ovog postupka jest iz ravne
metalne ploče dobiti posude raznih oblika poprečnog presjeka pomoću posebno
konstruiranih alata. Minimalnim brojem radnih operacija te minimalnim gubitkom materijala
omogućava se dobivanje izradaka u konačnom obliku koji se mogu neposredno upotrijebiti
ili ugraditi u sklop.
Razvoj dubokog vučenja odvijao se paralelno s razvojem automobilske i avionske
industrije, premda i u svakodnevnom životu nailazimo na široki asortiman proizvoda
dobivenih dubokim vučenjem (npr: dijelovi karoserija automobila, rezervoari, hladnjaci,
dijelovi za hladnjake u domaćinstvu i štednjake, posuđe, metalna ambalaža, itd.) Budući
da se ovom tehnologijom u hladnom stanju poboljšavaju mehaničke karakteristike
materijala, ona se koristi pri proizvodnji najvažnijih dijelova konstrukcija aviona i raketa.
Tehnologijom dubokog vučenje moguće je obrađivati metal debljine od 0,02 mm do
50 mm, u masama koje variraju od nekoliko grama do tone. Strojevi za duboko vučenje su
hidraulične i ekscentar preše. Hidraulične preše rade sa silama do 1000 MN, a ekscentar
preše sa silama u rasponu od 6 – 80 MN i brojem hodova 35 – 90 u minuti.
Početni oblik materijala za obradu je ravna ploča koja se naziva platina, a oblik joj
može biti kružni, eliptični, kvadratni, ili prema potrebi drugačiji, ovisno o tome kakav je
oblik izratka kojeg želimo dobiti. U slučaju okruglog oblika, platina se naziva rondela.
Na skici je prikazan osnovni izgled procesa te shema naprezanja u materijalu
prilikom dubokog vučenja.
45
DUBOKO VUČENJE
Slika 1. Izgled procesa dubokog vučenja i shema naprezanja
s = const. (debljina rondele tijekom
procesa smatra se konstantnom)
- uvjet plastičnog tečenja
Slika 2. Shema naprezanja kod procesa dubokog vučenja
Skica procesa dubokog vučenja i djelujućih naprezanja:
46
DUBOKO VUČENJE
Slika 3. Naprezanja kod procesa dubokog vučenja
Dati su izrazi za izračunavanje veličina sila i naprezanja prilikom dubokog vučenja.
- naprezanje uslijed plastične deformacije
- naprezanje uslijed plastične deformacije i
djelovanja sile tlačnog prstena
- naprezanje uslijed prijelaza preko radijusa zaobljenja ( )
- naprezanje uvećano za naprezanje uslijed savijanja
- sila dubokog vučenja (sila žiga)
- specifični pritisak tlačnog prstena
- sila tlačnog prstena
47
DUBOKO VUČENJE
- izraz za orijentaciono utvrđivanje potrebe tlačnog prstena.
Sile koje stvara alat u slučaju postojanja tlačnog prstena te u slučaju rada bez tlačnog prstena:
Sa tlačnim prstenom Bez tlačnog prstena
Slika 4. Sile koje stvara alat
Budući da dubokim vučenjem nije uvijek moguće gotovi proizvod dobiti u jednoj fazi, potrebno je provesti optimizaciju procesa s obzirom na broj faza dubokog vučenja. Zato se uvodi pojam koeficijenta redukcije.
48
DUBOKO VUČENJE
Slika 4. Faze oblikovanja proizvoda sa različitim stupnjevima redukcije
- logaritamski stupanj
deformacije
- stupanj redukcije
presjeka
Shema uređaja za duboko vučenje:
Slika 5. Uređaj za duboko vučenje
TIJEK MJERENJA
49
DUBOKO VUČENJE
I. DIO
Na preši se izvodi pokus dubokog vučenja, a glavne je parametre potrebno očitati i
unijeti u predviđenu tablicu te na temelju njih dijagramski prikazati rezultate mjerenja.
Tablica 1. Rezultati mjerenja sile dubokog vučenja
Redni brojH
(mm)p
(N/mm2)Fpr
(kN)Fž
(kN)Fuk=Fpr+Fž
(kN)W=0,7FukH
(J)
1
2
3
4
5
Dijagramski prikaz rezultata mjerenja:
50
DUBOKO VUČENJE
ZADACI:
51
DUBOKO VUČENJE
1. Iz rondele od čelika prekidne čvrstoće ............N/mm2 i debljine 1,1 mm proizvodi se
postupkom dubokog vučenja (uz maksimalno dozvoljenu redukciju, u jednoj fazi) okrugla
posuda unutarnjeg promjera 210 mm. Matrica alata izrađena je od sivog lijeva i ima
radijus zaobljenja 210 mm, a proces se odvija uz pretpostavljeno naprezanje u limu uslijed
savijanja od 21 N/mm2 te faktor kontaktnog trenja 0,2.
Potrebno je odrediti silu žiga preše.
2. Potrebno je ispitati s obzirom na naprezanje u materijalu da li je moguće dobiti
procesom dubokog vučenja iz rondele 400 mm (od mekanog čelika Č0245 i vlačne
čvrstoće 350 N/mm2) posude unutarnjeg promjera Du=250 mm. Debljina lima iz kojeg se
izrezuju rondele iznosi 0,5.., a iz dijagrama plastičnog tečenja očitani su specifični rad
deformacije od 250 mJ/mm3 i naprezanje plastičnog oblikovanja na kraju procesa od 650
MPa. Matrica alata izrađena je od sivog lijeva s radijusom zaobljenja ruba od 8 mm, a
koeficijent kontaktnog trenja za sve površine je ......... .
52
DUBOKO VUČENJE
(Napomena: Proces se odvija samo u jednoj fazi.)
3. Dubokim vučenjem dobivaju se posude unutarnjeg promjeran 150 mm. Rondela je
načinjena od čelika Č0245, tako da je vlačna čvrstoća procijenjena .............N/mm2. Uz
pretpostavku da se posude dobivaju u jednoj fazi i da je stupanj redukcije 25%, potrebno
je izračunati naprezanja koja se javljaju u materijalu ako se raspolaže sa matricom koja
ima radijus zaobljenja ruba 10 mm, a za sve tarne površine vrijedi koeficijent kontaktnog
trenja od ......... . Debljina lima rondele je ...........mm, a srednje naprezanje plastičnog
oblikovanja dalo je vrijednost ............N/mm2.
Koliki je stupanj djelovanja procesa? (Potrebno je uzeti u obzir da idealnim procesom
smatramo onaj koji će se obaviti bez kontaktnog trenja!)
53
DUBOKO VUČENJE
4. Dubokim vučenjem iz čeličnog lima vlačne čvrstoće ...........N/mm2, dobivaju se posude
unutarnjeg promjera 249 mm, dok vanjski iznosi 251 mm. Visina posude je 300 mm, a
matrica alata od sivog lijeva ima radijus zaobljenja 15 mm. Uz pretpostavku da koeficijent
trenja za sve tarne površine iznosi .........., potrebno je odrediti početni promjer rondele te
potreban broj faza dubokog vučenja ako se u svakoj fazi obavlja redukcija od 14,5%.
Potrebno je odrediti silu žiga i silu tlačnog prstena (ako je potreban), pod pretpostavkom
da srednje naprezanje plastičnog oblikovanja iznosi 410 N/mm2 (samo za prvu fazu
vučenja).
54