Gyártástechnológia II 3. előadás
-
Upload
hegyes-horvath-peter -
Category
Documents
-
view
14 -
download
0
description
Transcript of Gyártástechnológia II 3. előadás
-
Gpgyrtstechnolgia II.
Kplkenyalakts
III. elads
Dr. Bodzs Sndor
egyetemi adjunktus
-
Az alakvltozs idelis munkjnak
meghatrozsa Az alakvltozs idelis munkaszksgletnek meghatrozshoz
tekintsk az 1. brt, amely egy d tmrj, h magassg
hengerszimmetrikus prbatest idelis, srldsmentes llapotban
vgzett egytengely zmt vizsglatt mutatja.
1. bra.Hengeres prbatest
zmtse prhuzamos, sk nyomlapokkal,
idelis, srldsmentes felttelek kztt
-
Az sszenyoms sorn a fellet vltozik azaz:
)(hAA = (1)
A trfogatllandsg ttele rvnyes:
h
VAllhAV === . (2)
Az alakvltozsi munka:
=
====
0000
pdVh
dhVpAdhpFdhW
h
h
h
h
h
h
(3)
A valdi nylsra:
x
dxd x =
h
dh
z
dzd z ==
(4)
-
A prbatest hengerszimmetrikus alakvltozsi llapotbl
kvetkezik, hogy az r, s z koordinta tengelyek irnyaifirnyok, gy az ezen irnyokban bred feszltsgek
ffeszltsgek.
A prbatest egytengely nyomfeszltsgi llapotbl az iskvetkezik, hogy 1 = 2 = 0, s 3 < 0 (azaz nyomfeszltsgbred a prbatest tengelynek irnyban). A Tresca-St. Venantfolysi felttel
1 3 fk = (5)
A feszltsgekre vonatkoz, elz megfontolsokat figyelembevve a
3 fk = (6)
sszefggsre vezet. A zmtst vgz prhuzamos sknyomlapokra hat alakt nyoms jellsre vezessk be a p-t,amely a nyoms mindig pozitv eljel rtelmezsbl kvetkezena 3 ffeszltsggel a
-
3 p = (7)
kapcsolatba hozhat. Az F-alakter s a p-alakt nyoms kzttikapcsolat
F pA= (8)
Az elemi, idelis alakvltozsi munka:
iddW F dh= (9)
A (6) s (7) sszefggseket az elemi, idelis alakvltozsi munkaszmtsra szolgl kifejezsbe behelyettestve:
id fdW k A dh= (10)
kifejezshez jutunk. A prbatest ho kiindul magassgrl h1magassgra val zmts sorn vgzett teljes idelis alakvltozsimunka a (10) sszefggs ho s h1 rtkek kztti integrlsval a
-
1
0
,h
id f
h
W k A dh= (11)
amely a V = A h helyettestssel (2) a
1
0
h
id f
h
dhW V k
h= (12)
alakra hozhat. A sszefggsben a V alaktott trfogat (atrfogat-llandsg ttelvel sszhangban) lland, ezrt
kihozhat az integrl jel all.
A dh/h mennyisg a d elemi logaritmikus nyls, ezrt clszeraz integrlst a vltoz szerint vgezni.
Ehhez termszetesen az integrls hatrait is -szerint t kell rni. Aho kezdeti magassghoz a valdi nyls nulla rtke tartozik,
azaz a ho integrlsi hatrt = 0-val kell helyettesteni, a h1pillanatnyi magassghoz pedig a valdi nyls = 1 rtketartozik. Ennek figyelembevtelvel a sszefggs a
-
1
0
id fW V k d
=
= (13)
alakban rhat fel. A kifejezst a V alaktott trfogattal vgig osztvamegkapjuk a wid fajlagos idelis alakvltozsi munka sszefggst:
1
0
.idid f
Ww k d
V
=
= = (14)
A (14) sszefggsbl jl lthat, hogy az alakvltozs fajlagosidelis munkja, azaz a trfogategysgre es idelis alakvltozsi
munka ppen a folysi grbe = 0 s = 1 intervallumba esgrbe alatti terletvel egyezik meg, amint az a 2. brbl is lthat.
A (14) kifejezsben szerepl integrl kiszmtsa az alkalmazott kf-fggvnykapcsolattl, azaz a vlasztott anyagmodelltl fgg.
-
1
0
idid f
Ww k d
V
=
= =
2. bra. Vzlat a fajlagos idelis alakvltozsi munka meghatrozshoz
-
A technolgiai szmtsoknl gyakran alkalmazott egyszerst
felttelezs, hogy az alaktsi szilrdsg vltoz rtkt az adott
szakaszra vonatkoz kzepes rtkvel helyettestjk s lland
rtknek tekintjk.
A kzepes alaktsi szilrdsg rtelmezst s grafikusmeghatrozst mutatja a 3. bra.
3. bra. Vzlat a kzepes alaktsi szilrdsg rtelmezshez
-
A kzepes alaktsi szilrdsg rtkt numerikusan a folysi grbtler fggvny adott (1-2) intervallumra vonatkoz integrlkzprtkkel
2
12 1
1,
fk fk k d
=
(15)
de szmos esetben az egyszer szmtani kzprtkkel
1 2
2f f
fk
k kk
+= (16)
hatrozzuk meg.
-
A kplkenyalakts megoldsi
mdszerei
Egzakt matematikai megolds:
o Feszltsgi egyenslyi egyenletek:
0rr
=+ qF Ez 3 skalr egyenletet jelent, 6 ismeretlenfeszltsg komponens van (x, y, z, xy,yz, zx)
o Geometriai egyenletek:
[ ] Att =+r
oor
2
1 Ez 6 skalr egyenletet jelent, 9ismeretlent (u, v, w, x, y, z, xy,yz, zx)
sszesen 15 ismeretlennk van.
-
o Anyagegyenletek:
DFD
A
=2
3 6 skalr egyenlet, nem hoztunk betbb ismeretlent
Feltteli egyenlet: folysi felttel
15 egyenlet: 15 ismeretlen van amit ha kifejtnk parcilisdifferencilegyenletrendszert kapunk
Kzelt megoldsi mdszerek:
o Kzelt analitikus mdszerek:
tlagfeszltsgi (mrnki) mdszer (f, leggyakrabbanalkalmazott);
alakvltozsi munka mdszer (tbbnyire kiegsztmegoldsi mdszerknt alkalmazzuk jrulkosfeszltsg komponensek szrmaztatsra);
-
a cssz vonalak mdszere; hatrterhels mdszere (a mechanika
szlsrtkttelein nyugv mdszer).
o Kzelt numerikus mdszerek:
vgeselem mdszer (VEM); vges differencik mdszere (a parcilis differecil
egyenletrendszert vges differencilegyenletekkalaktjuk s numerikus mdszerekkel megoldjuk);
peremelem mdszer.
-
Lemezalakts Lemezalaktsnak az olyan kplkenyalakt eljrsokat nevezzk,
amelyeknl lemezanyagok (tbla, szalag, lemezcsk, flia)feldolgozst olyan kplkenyalakt technolgiai eljrssal valstjukmeg, amelynek sorn a lemezvastagsg nem, vagy nem szndkoltanvltozik.
A lemezalakts a kplkenyalakt eljrsok kztt az egyik
legelterjedtebb technolgia.
Szles kr elterjedtsgt szmos elnys tulajdonsga indokolja, gypldul a lemezalaktssal gyrtott alkatrszek kivl mechanikaitulajdonsgai, alak- s mretpontossga, az eljrs nagytermelkenysge, a gazdasgos anyagfelhasznls, a gyrtsi folyamatknny automatizlhatsga.
A lemezalakts alapveten a nagysorozat, illetve a tmeggyrts
technolgija: kis darabszmnl a viszonylag jelentsszerszmkltsgek miatt az eljrs gazdasgossga cskken.
A lemezalakts a gpiparban mindig is vezet szerepet betlt
hzgazat, az autipar kiemelten fontos gyrtsi eljrsa.
-
Lemez: olyan test, amelynek 2 irny kiterjedse (szlessg,hosszsg) a 3. mrethez kpest nagyobb.
Lemezalakt eljrsok osztlyozsa:
1.) Anyagsztvlasztssal alakt eljrsok: forgcs nlklisztvlasztst jelent
kivgs; lyukaszts; darabols; leszrs;
hasts; kicsps; becsps; krlvgs;
2.) Trbeli alak megvltoztatsval alakt eljrsok:
hajlts (hagyomnyos); lhajlts; hengerests; mlyhzs; nyjt hzs;
alak nyoms; dombor nyoms; fm nyoms; peremezs; gngylts; karcols;
-
A vgs mechanizmusa, folyamata Az anyagsztvlaszt mveleteket rviden vgsnak is
nevezzk, amely nem ms, mint az anyag sztvlasztsa kt
egymshoz kpest elmozdul szerszmmal (az egymshoz
kpest elmozdul szerszmok lehetnek ollk (vgksek), vagy
vgblyeg s vglap).
A szerszmnak a vgst kzvetlenl vgz, a kls terhelst
tad leit vgleknek, a vglek kztti a vgs irnyra
merleges legrvidebb tvolsgot (u) pedig vgrsnek
nevezzk.
A jellemz ignybevtel a vgs sorn a nyr-ignybevtel.
A 4. brn vgszerszmban vgzett vgsi folyamatot mutatunk be.A vgs sorn a kt, egyms mellett elmozdul szerszmelem -
jelen esetben a vgblyeg s a vglap - az ezek lt sszekt
egyenes krnyezetben, az n. kplkeny znban marad
alakvltozst okoz, amely egy bizonyos mrtk (az brn h-valjellt) behatols utn repedshez s trshez vezet.
-
us
F
F
h
s
dv
dB
blyeg
munkadarab
vglap
kplkenyzna
alapanyag
sorjamegnyomott
rsztrt fellet
behzs
fnyes vezet
b) u uopt
c) u < uopta)
ajak
alszakadozottrsz
4. bra. A vgsi folyamata) a vgs elve b) a vgott fellet optimlis vgrsnl
c) a vgott fellet az optimlisnl kisebb vgrsnl
-
A 4. brn lthat egyik szerszmelem a dv tmrj vglap, amsik szerszmelem a dB tmrj blyeg. A kztk lv
us = (dv dB)/2 rs, az n. vgrs (indext a nmetschneiden = vgs szbl kapta).
Ez az bra azt az llapotot mutatja, amikor a kplkenyalakvltozs kzbeni blyegbehatols befejezdtt, s a vglap
lnl keletkezett repeds innen elindulva elrte a blyeg lt,
teht az anyagsztvlaszts, a nyrsos vgsi folyamat
befejezdtt.
Ezt kveten a munkadarab s a vglap, valamint a blyeg s
az alapanyag kztti srlderket legyzve a blyeg ttolja a
vglapon a kivgott darabot.
A vgs lehet:
1.) Olln vgzett vgs
2.) Vgszerszmban vgzett vgs
-
A vgs folyamata
5. bra. A vgs technolgija
6. bra. Rugalmas alakvltozs
Megoszl errendszerlp fel ami a lemeztmeggrbti.
-
7. bra. Behzs
Ahogy n az er kismrtkben benyomdika lemez.
8. bra. Kplkeny nyrs
Megy a nyrs.
-
9. bra. Repeds keletkezse s terjedse
Repeds indul fellrl s alulrl. Ha tallkozik a kt oldali repeds az er lecskken.
-
Az olln vgzett vgsok technolgija Az anyagsztvlaszt mveletek kztt fontos szerepe van az olln
vgzett vgsoknak.
Leggyakrabban a tovbbi alakt eljrsok kiindul
gyrtmnyaknt szolgl lemezcsk, tertk ellltsra
szolglnak.
Az ollk ennek megfelelen klnbz mret s alak lemezekvgsra alkalmas gpek.
A vgksek (az ollk) vglei lehetnek egyenes vonalak,
veltek, vagy kr alakak, a fmozgst illeten vgezhetnek
alternl, vagy forgmozgst.
Az ollk megklnbztethetk tovbb a vgsi vonal
szempontjbl is: eszerint lehetnek nyitott, vagy zrt vonal, illetve
egyenes, vagy tetszleges grbe mentn vg ollk.
Az olln vgzett vgsok leggyakrabban alkalmazott gpe atblaoll, amely tblalemezek egyenes vonal mentn valsztvgsra, darabolsra alkalmas.
-
10. bra. Egyenes l, leng mozgs tblaoll
A 10. bra tblaoll elvi vzlatt mutatja. Ez az oll kt, B hosszsg egyenes l kssel vg. Az egyik kst a
gp llvnyhoz, a msikat az alternl mozgsra kpes ksgerendracsavarozzk.
-
A ksgerenda egyenes csszvezetkben mozog le-fel, vagy egytengely krl billen mozgst vgez.
Mivel a tblaolln klnbz vastagsg lemezeket vgnak, gy avgrs tlltsa szksges.
ltalban a ksgerenda forgtengelynek excentrikus kialaktsateszi lehetv a vgrs vltoztatst.
Az llthat tkz a levgand lemezsv szlessgnek
belltsra val. A leszort a vgott lemeznek a kt ksen bredvger nyomatka ltal ltrehozott nyomatk ellenslyozsra,teht a vgott lemez billensnek (az asztalrl valfelemelkedsnek) megakadlyozsra szolgl.
A kt ks le lehet egymssal prhuzamos (10. bra), vagy
szget bezr (11. bra).
Ennek megfelelen beszlhetnk prhuzamos l s ferde l
tblaollrl. A ferde l oll elnye, hogy az adott pillanatban
vgott keresztmetszet s gy a vger kicsi. Htrnya, hogy a
levgott svot meghajltja s elcsavarja.
-
11. bra. Vgs ferde l tblaollval(1 leszort elem; 2 mozg ks; 3 ll ks; 4 tkz)
A mai korszer tblaollkon nemcsak a vgrs, hanem az ksszgis llthat.
-
12. bra. Hast kroll vzlata
A lemezvgs msikjellegzetes ollja a hastkroll, ahol kt
meghajtott kstengelyre
krksek vannak
rgztve (lsd a 12.
brn), amelyek az
eljk vezetett lemezt,
vagy szalagot behzzk
(lsd a hengerlsnl a
behzs felttelt) s
egyenes vonal mentn
sztvgjk.
-
A 12. brn a krksek mellett lv gumik (ma inkbb poliuretngyrk), a vgs kzbeni grbls megakadlyozst szolgljk.
A hast krollk tblalemezek svokra val sztvgsra s szlesszalagok tbb keskenyebb szalagg val sztvlasztsra(hastsra) szolglnak.
Utbbi esetben termszetesen a keskenyebb szalagokfelcsvlsrl gondoskodni kell.
A trcsavg kroll tblaolln ngyzet alakra levgott
lemezdarabbl kr alak trcsa ellltsra, krlvgsra
val. A gp leegyszerstett vzlata a 13. brn lthat. A gp kt krksnek le azonos tmrj a kt kstengely azonos
fordulatszmmal van meghajtva. A fels kstengely vzszintes az als ferde (rendszerint 45-os). Az als krks lt kt kszrlt kpfellet adja, a fels krks
palstja kiss kpos (1,5-3), homlokfellete sk. Az elgyrtmnyt egy csapgyazott (forogni kpes) kzpontfog
szortja. A vgand trcsa tmrje a szn elmozdtsval llthatbe.
-
13. bra. Trcsavg kroll vzlata
Az als krks lnek a vzszintes skra es vetlete ellipszis.
-
Ha az ellipszis vetletnek a vgs helyre es sugara kisebb, mint avgand krtrcsa sugara (D/2), akkor a fels ks lesllyesztsekor(a kt l tfedsekor) vgbemen nyrsos vgs sorn keletkezD/2 sugar hulladk nem feszl hozz.
A trcsavg krollkon lyukas trcsk is elllthatk, ilyenkortermszetesen elbb a kls tmr, majd a szn ellltsval a belstmr, a fels ks fokozatos bemlytsvel vghat. A sznonskla van a belltshoz.
A tbbnyire a szerkezetptsben hasznlatos rezgollnak ktrvid, egymshoz kpest nagy, =20-30-os szget bezr levan: a rezg-vg olln vgzett vgs elve a 14. brn lthat.
Az ollk lkethossza 2-3 mm, msodpercenknti lketszmuk pedigelri a 20-at is. Vgs kzben a kt ks lnek egy rsze mindigtfedi egymst.
A dolgoz a lemezt, amelyen a vgsi vonal el van rajzolva, kzzeltolja be a ksek kz s vezeti gy, hogy a vgs az elrajzoltvonalon trtnjen.
-
14. bra. A rezg-vgs elve
Ezeken a gpeken kzpontfog (rendszerint kt hegyes edzett cscs)is van gy krtrcsk is krlvghatk.
-
Az als ks tartja egy kln motorral lassan sllyeszthet semelhet, gy kzpontfogval lyukas trcsk, kzi mozgatsnl pedigalakos lyukak is kszthetk a lemezen.
Az gy vgott munkadarab vgsi fellete nem szp, nem pontosak amretek.
Egyedi gyrtsban, vagy kis sorozatokhoz hasznljk.
Elnye, hogy 5 mm lemezvastagsgig minden olyan vgsi vonalon
elvgezhet a vgs, amelyen a legkisebb sugr legalbb 15 mm.