Duboko Izvlacenje Mat Rad

Maturski rad Duboko izvlaenje

2

UVOD

Duboko izvlaenje takoe spada u obradu metala plastinom deformacijom. Obrada se obino vri u hladnom stanju, a u posebnim sluajevima i u vruem stanju.

Maine za duboko izvlaenje su prese ( krivajne ili hidraulike ). Za duboko izvlaenje materijal ima poetni oblik ravne ploe koja se naziva platina i moe imati oblik kruga, kvadrata, pravougaonika, elipse i sl.. Iz ovih

ravnih ploa se, procesom dubokog izvlaenja, dobivaju posude sa zatvorenim dnom, za razliku od

izvlaenja kod kojeg se iz ipkastog materijala redukcijom prenika dobiva kao proizvod ica.

Dva osnovna naina dubokog izvlaenja su:

1) Duboko izvlaenje sa promjenom debljine zida 2) Duboko izvlaenje bez promjene debljine zida

Osnovni elementi dubokog izvlaenja su: 1) Izvlaka 2) Prsten za izvlaenje

Oblik i dimenzije izvlakaa i prstena za izvlaenje moraju odgovarati obliku i dimenzijama gotovog komada. Tabla lima koja slui kao polazni komad za obradu dubokim izvlaenjem naziva se platina.


3

1. ODREIVANJE DIMENZIJA PLATINE

Kod odreivanja dimenzija platine polazi se od uslova da je zapremina platine jednaka zapremini gotovog komada. Prenik platine odreuje se na osnovu izraza:

0

1

8n

i

nliD [mm]

r1 = 22

sd dat je vanjski prenik

r1 =22

sd dat je unutranji prenik

l2 =2

)2(4

1

RR ( R = r + S )

l3 = Rd

2 dat je vanjski prenik

l3 = rd

2 dat je unutranji prenik

2. DEFORMACIJE PRI DUBOKOM IZVLAENJU ( stepeni izvlaenja )

Kod obrade dubokim izvlaenjem veliina deformacije moe se izraziti preko odnosa izvlaenja m. Odnos izvlaenja predstavlja odnos izmeu prenika posude u datoj operaciji izvlaenja i prenika posude u prethodnoj operaciji izvlaenja.

D

dm

1 za I operaciju, gdje je d1 prenik posude nakon prvog izvlaenja

1

22

d

dm , gdje je d2 prenik posude nakon druge operacije izvlaenja

11

dn

dnm za ostale operacije izvlaenja


4

gdje su:

dn-n-ti prenik posude dn-1-(n-1)-vi prenik posude

Prema tome, bilo koji odnos izvlaenja moe se pisati:

1di

dimi gdje i ide od 1 do n

Pri izvlaenju kvadratnih posuda stranica a iz platine u obliku kruga prenika D, odnos izvlaenja se odreuje po obrascu:

mkv =D

a

D

a27,1

4

Pri izvlaenju pravouglih posuda dimenzija a x b iz elipsatih ( ovalnih ) platina dimenzija La x Lb, odnos izvlaenja se odreuje po obrascu:

mp = LbLa

ba

LbLa

ba

27,1

2

)(2

Obrasci za mkv i mp izvedeni su na osnovu:

m1= D

d

D

d

11 ; mn =

11

dn

dn

dn

dn

Veliina stepena izvlaenja zavisi od vrste materijala i relativne debljine lima:

sr = %100D

S

3. ODREIVANJE BROJA OPERACIJA IZVLAENJA

Prema veliini deformacije koja se mora izvriti u procesu izrade neke posude, odreujemo potreban operacija izvlaenja. Zapravo to je vei odnos prenika platine D prema preniku gotovog komada Dn (sl. ), to e biti i potrebno vie operacija.

Broj operacija izvlaenja n odreuje se na osnovu prenika komada za n-tu operaciju, tj.

dn = mm * dn-1

jer je odnos izvlaenja mn za n-tu operaciju dat obrascem:

mn = 1dn

dn


5

Zavisno od dimenzija i oblika gotovog komada proces izvlaenja moe se izvriti u jednoj ili vie operacija dubokog izvlaenja. Potreban broj operacija dubokog izvlaenja rauna se na slijedei nain:

n = msr

Dmdn

log

1loglog1

dn prenik posude u posljednjoj operaciji izvlaenja nsr srednji odnos izvlaenja i rauna se :

nsr = 1

1...32

n

mnmnmm

tada se prenik za n-tu operaciju moe pisati: dn = msr

n-1 m1 D


6

4. PRORAUN I KONSTRUKCIJA ALATA

4.1. PRSTENOVI ZA IZVLAENJE

Profil prstena za izvlaenje je veoma vaan i bitno utie na kvalitet izvuenog komada, stepen deformacije kao i veliinu sile. U alatima za duboko izvlaenje danas se upotrebljavaju tri razliite vrste profila prstena za izvlaenje i to:

Profil sa radijusom ( sl. ) Prolfil sa konusom ( sl. ) Profil sa traktrix krivom ( sl. )

Prsten sa radijusom rM najee se upotrebljava za I operaciju izvlaenja bez promjene debljine materijala, sa ili bez draa. Moe se koristiti i za slijedee operacije izvlaenja bez promjene debljine zida lima, kada se radi bez draa lima, dok za slijedee operacije izvlaenja sa draem lima bolji kvalitet lima daje prsten za izvlaenje sa konusnim limom. Prsten sa konusnim profilom najee se primjenjuje za druge i ostale operacije izvlaenja sa ili bez promjene debljine zida. Sa traktrix krivom daje najoptimalniji odnos izvlaenja, pogotovo kod debljih limova. Posebnu primjenu ima kada se u I operaciji izvlaenja vri deformacija.

Radijus prstena rM za I operaciju moe se odrediti po obrascu:

rM1 = SdD )1(8,0

gdje su:

D prenik platine d1 unutranji prenik komada nakon I operacije ili prenik izvlakaa S debljina lima


7

Radijus prstena za II peraciju je:

rM2 = Sdd )21(8,0

rMn = Sdndn )1(8,0

Radijusi zaobljenja ploa za izvlaenje pravougaonih i ostalih nerotacionih tijela, raunaju po obrascu:

Za stranicu duine a rMa = SaLa )(250035,0

Za stranicu duine b

rMb = SbLb )(250035,0

Za prelazni radijus u uglu re rMe = 2,5 rMa

4.2. ZAZOR I TOLERANCIJA IZRADE ALATA

Izmeu prstena za izvlaenje prenika dM i izvlakaa prenika dS, mora postojati odreena ravnomjerna zranost f ( sl. ):

Dvostruka vrijednost zranosti f naziva se zazor, i oznaava se sa z, pa je: z = 2f = dM - dS

Veliina zranosti f odreuje se prema obrascu:

f = scs 10 [mm


8

gdje su:

f zranost s debljina lima c koeficijent koji zavisi od vrste materijala

Suvie male vrijednosti zranosti f dovode do trganja komada pri dubokom izvlaenju, kao i poveanje potrebne sile izvlaenja dok s druge strane vea zranost uzrokuje guvanje lima.Na osnovu odreene vrijednosti zracnosti f,odnosno zazora z,vri se dimenzionisanje alata i to u zavisnosti od toga da li je potrebno izvui komad sa tanim vanjskim, ili sa tanim unutrasnjim dimenzijama,pa postoje dva zasebna prorauna dimanzija alata za izvlaenja.

a) Tolerisan je vanjski prenik komada.

U ovom sluaju prenik prstena se uzima jednak najmanjem preniku predmeta tj. dv- ,a prenik izvlakaa je za iznos veliine zazora manji od prenika prstena: dM = dv-

ds = dM z = dv - - z

Prsten i izvlaka imaju dozvoljenu izradn u toleranciju + m i - s , koji se bira u zavisnosti od nazivnog prenika i debljine lima koji se izvlai a podaci su u tabeli 49


9

Najvea dimenzija prstena za izvlaenje je : dMmax = dM + m = dv - + m

Najmanja imenzija izvlakaa: dsmin = ds - s = dv - - z - s

gdje su:

dM nazivni prenik prstena za izvlaenje ds nazivni prenik izvlakaa

,M s - izradne tolerancije prstena izvlakaa

dv nazivni vanjski prenik predmeta - izradna tolerancija predmeta

b) Tolerisan je unutranji prenik komada

U ovom sluaju prenik izvlakaa se uzima jednak najmanjem preniku komada, a prenik prstena je za iznos veliine zazora vei od prenika izvlakaa:

ds = dn

dM = ds + z = dn + z

Najvei prenik prstena za izvlaenje je: dMmax = dM + m = dn + z + m

Najmanji prenik izvlakaa je: dsmin = ds - s = dn - s

gdje je:

dn nazivni unutranji prenik predmeta

Radijus zaobljenja izvlakaa odreuje se prema obrascu:

rsi = 2

11 did ( za i-tu operaciju )

gdje je i = 1...nposmatrana operacija izvlaenja.


10

4.3. DRA LIMA

Dra lima djeluje na povrinu lima koji se izvlai odreenim pritiskom i time sprijeava obrazovanje nabora. Pritisak draa pd mora biti dovoljno visok da sprijei stvaranje nabora, ali se mora paziti da taj pritisak ne bude prevelik jer u tom sluaju moe doi do trganja komada. Uslov neophodnosti upotrebe draa lima zavisi od relativne debljine lima sr i odnosa izvlaenja m.

Zato se moe rei da se komadi mgu izvlaiti bez draa lima ako su ispunjeni uslovi:

a) za I operaciju izvlaenja cilindrinih komada:

sr = %2100 d

s i m1 = 6,0

1

d

d

b) za slijedee operacije izvlaenja cilindrinih komada:

sri = %5,11001

di

s i m1 = 8,0

1

di

di

c) za izvlaenje polusfere sa radijusom R:

sr = %3100 d

s

gdje su:

D prenik platine s debljina materijala d1 prenik komada nakon I operacije izvlaenja di prenik komada nakon i te operacije izvlaenja di-1 prtenik komada nakon ( i-1 )-ve operacije izvlaenja


11

Povrinski pritisak draa lima za I operaciju izvlaenja odreuje se prema obrascu:

pd1 = ms

d

d

D

200

11

1)3,02,0(

3

Poto je prema slici 7.11 povrina na koju djeluje pritisak draa:

a1 = 2)121(24

rmdmd

gdje su:

dm1 prenik prstena prve operacije izvlaenja rm1 radijus prstena

Slino se odreuje pritisak draa lima za slijedee operacije izvlaenja ( sl. 7,12 ) po obrascu:

pdi = ms

di

di

di

200

13,02,0

3

4.4. SILA IZVLAENJA

Sila izvlaenja se rauna za svaku operaciju posebno.

a) Za izvlaenje cilindrinih posuda bez vijenca: - za prvu operaciju izvlaenja F1 = 11 kmsd [N] - za ostale operacije izvlaenja F = 2kmsdi [N]

b) Za izvlaenje niskih pravougaonih kutija F = 372,122 kmsriba [N]

c) Za izvlaenje visokih kvadratnih posuda: - za prvu i naredne operacije F = 11 kmsd [N]

- za zadnju operaciju F = 472,14 kmsrea [N]

d) Za izvlaenje visokih pravouglih posuda: - za prvu i naredne operacije F = 1kmsdsri [N]


12

dsri srednji prenik radnog predmeta k1 odreuje se prema tabeli 50, a koeficijent k2 se odreuje prema tabeli 51 k3 odreuje se prema tabeli 52, a koeficijent k4 prema tabeli 53

e) Za izvlaenje cilindrinih posuda sa redukcijom zida: - za posljednju i prethodne operacije F = 51 kkSnsndn [N]

gdje su:

dn prenik posude poslije n-te operacije Sn-1 debljina zida posude nakon ( n-1)-ve operacije Sn debljina zida nakon n-te operacije

5. TIPOVI ALATA ZA DUBOKO IZVLAENJE

U dananjoj industrijskoj proizvodnji najee se susreemo sa alatima za izradu posuda bez promjene debljine zida, zatim sa promjenom zida sa presama prostog i

dvostrukog dejstva kao i sa raznim alatima za izradu predmeta posebnog oblika.

Posmatraemo neke od pomenutih tipova: Na slici 7.13 prikazan je alat za prvo izvlaenje bez promjene materijala za presu prostog dejstva. U donjem dijelu nalazi se izvlaka privren u donjoj ploi 11, koja je stezaima 12 vezana za sto prese. Izvlaka je kroz sredinu izbuen kako bi se omoguio prolaz zraka, u protivnom dobila bi se posuda sa ispupenim dnom. Poetni materijal je privren na dra lima 3, koji je preko spojnica 4 i ploe 5 vezan sa klipom 7 zranog cilindra 6. Sila se moe ostvariti oprugom, komprimiranim zrakom ilk kombinacijom ovih izvora energije. U povratnom

hodu pritiskivaa prese, dra lima 3 vri funkciju skidaa i skida komad sa izvlakaa 2. U gornjem dijelu alata nalazi se prsten za izvlaenje 1, koji je pomou ploe i cilindrinog rukavca 16 spojen sa pritiskivaem prese 17. U povratnom hodu pritiskivaa prese komad iz prstena se izbija izbijaem 13. Sila izbijanja se prenosi preko motke izbijaa 14 sa letve 18, koja udara u graninike 20 na kuitu prese.


13


14

Kod ovakve prerade radi se o debljim materijalima te ne postoji opasnost od

guvanja lima pa su ovi alati jednostavnije konstrukcije. Gornji sklop alata (sl.7,16) sastoji se od izvlakaa 1 sa produnikom 7 koji se preko konusne navrtke 8 stee u gornji nosa alata 9. U donjem nosau alata 10 smjeten je prsten za izvlaenje 2 i prsten za centriranje posude 4. Donji nosa alata je sa stezaima spojen sa stolom prese. Za skidanje komada je predvien segmentni skida 5. Segmenti su spojeni zavojnom oprugom 6 koja se savija prstenasto.


15


16

6. PRORAUNI

1. Odrediti dimenzije platine

ho = 50

25,140

50

d

ho

mmh 5,26,1

mmh 5,2

raunska debljina posude

mmhhoh 5,525,250

l1 mmRh 5,4665,52

l2 mmR

42,92

14,36

2

l3 mmRd

1552

40

2

r1= mmSd

5,202

41

2

140

2

r2 mmlR 8,18156637,03637,0

r3 mml

5,72

15

2

3

D n

i iirl

18 )332211(8 rlrlrl

D )5,7158,1842,95,205,46(8

D 7,99

D 100

2. Odreivanje broja operacija

Sr %1%100100

1%100*

D

S

m1 53,050,01 D

d


17

m2 76,075,01

2 d

d

m3 79,078,02

3 d

d

m4 81,080,03

4 d

d

m5 84,082,04

5 d

d

nsr4

5432 mmmm

nsr 8,04

84,081,079,076,0

nnsr

Dnd

log

1loglog1

n8,0log

10053,0log40log1

n0969,0

72,162,11

n 11

n 2

n=2 broj operacija

d1 mmDn 5310053,01

n2 75,053

40

1

2

d

d

3. Proraun sile izvlaenja

za I operaciju izvlaenja F1 40015314,311 kSd m

F1 4,53254 [N]

2/400 mmNm

za II operaciju izvlaenja F2 9,0400114,34022 ksd m

F2 45216 [N]


18

4. Proraun prstena i izvlakaa za izvlaenje

a) radijus prstena za izvlaenje I operacija

rm1 SdD )1(8,0 1)53100(8,0 48,585,68,0

II operacija

rm2 Sdd )21(8,0 1)4053(8,0 88,26,38,0

b) zazor

Z SCSf 10(22 ) 11002,01(2 mm12,206,12

c) prenik prstena i izvlakaa

Tolerisan unutranji prenik

mmdd us 40

mmZdd sM 12,4212,240

dsmin = ds- s = 40 0,05 = 39,95 mm

dMmax = dM + M = 42,12 + 0,08 = 42,2 mm

s = 0,05 mm t.49

M = 0,08 mm t.49

d) radijus zaobljenja

I operacija

rs1 mmdd

5,232

53100

2

21

II operacija

rs2= 5r


19

5. Izbor alata za duboko izvlaenje

Stubne voice iz tab.31.

d=40mm, d1=52mm, b=3mm, a=20mm,

c=36mm, e=27,5mm, f=10mm, g=2mm,

h=55mm, r=5mm, l=260mm

Izbor ahure iz tab. 32. na osnovu usvojene stubne voice:

d=40mm, d1=52mm, a=35mm, b=50mm,

e=175mm, f=10mm, g=2mm, l=85mm,

r=5mm

Izbor cilindrinih rukavaca iz tab. 37.

d=40mm, d1=30mm, d3=M27x2, d2=52mm,

l=52mm, h=84mm, h1=120mm, c=7mm,

a=55mm, b=7mm, z=4mm.


20

Literatura 1. Konstrukcija alata 4 Devad Hodi 2. Tehniko crtanje


21

Documents

Duboko Izvlacenje Mat Rad