KONSTRUIRANJE PRITRDILNEGA SKLOPA ORODIJ ZA · PDF file Konstruiranje pritrdilnega sklopa orodij za toplotno stiskanje jeklenih prahov II ZAHVALA Rad bi se zahvalil mentorju izr. prof

Specialistično delo

KONSTRUIRANJE PRITRDILNEGA SKLOPA ORODIJ ZA

TOPLOTNO STISKANJE JEKLENIH PRAHOV

junij, 2011 Avtor: Gregor KRANČAN

Mentor: izr. prof. dr. Bojan DOLŠAK

Konstruiranje pritrdilnega sklopa orodij za toplotno stiskanje jeklenih prahov

II

ZAHVALA

Rad bi se zahvalil mentorju izr. prof. dr. Bojanu

Dolšku za vse nasvete in za čas, ki ga je namenil meni in

mojemu specialističnemu delu.

Zahvaljujem se tudi podjetju UNIOR, d. d., ki mi je

omogočilo študij in izdelavo specialistične naloge, ter

strokovnemu mentorju univ. dipl. inž. Marjanu KOROŠCU

za napotke pri uvajanju tehnologije toplega stiskanja

jeklenih prahov v proizvodnjo.

Zahvalil bi se tudi svojim staršem za podporo pri

študiju in Poloni za podporo in pomoč.

Konstruiranje pritrdilnega sklopa orodij za toplotno stiskanje jeklenih prahov

III

KAZALO

1 UVOD ................................................................................................................................. - 1 - 

2 TEHNOLOGIJA TOPLEGA STISKANJA ....................................................................... - 3 - 

2.1 Proces toplega stiskanja ............................................................................................... - 3 - 

2.2 Segrevanje jeklenega prahu ......................................................................................... - 9 - 

2.2.1 Silos ogrevalni sistem ......................................................................................... - 10 - 

2.2.2 Polnilni čevelj ..................................................................................................... - 14 - 

2.2.3 Orodje ................................................................................................................. - 17 - 

3 CAD PROGRAM (ThinkDesign 2009.3 – SolidWORKS 2009-SP4) ............................. - 27 - 

3.1 Uporaba STEP formata za prenos podatkov ............................................................. - 29 - 

3.2 Problemi pri analiziranju po MKE ............................................................................ - 31 - 

3.3 Temperaturna analiza matrične plošče ...................................................................... - 33 - 

3.3.1 Temperaturna analiza obstoječe matrične plošče ............................................... - 36 - 

3.3.2 Primerjava rezultatov temperaturne dilatacije brez hlajenja matrične plošče .... - 39 - 

3.3.3 Temperaturna analiza matrične plošče s hladilnimi kanali ................................ - 41 - 

4 IZVAJANJE MERITEV................................................................................................... - 43 - 

4.1 Način izvajanja in primerjava meritev temperature .................................................. - 45 - 

4.2 Izvajanje meritev ....................................................................................................... - 46 - 

4.3 Analiza meritev ......................................................................................................... - 47 - 

5 DISKUSIJA ...................................................................................................................... - 56 - 

6 SKLEP .............................................................................................................................. - 57 - 

7 LITERATURA ................................................................................................................. - 58 - 

8 PRILOGE ......................................................................................................................... - 60 - 

Konstruiranje pritrdilnega sklopa orodij za toplotno stiskanje jeklenih prahov

IV

KAZALO SLIK

Slika 2.1: Shematski prikaz linije toplega stiskanja .............................................................. - 3 - 

Slika 2.2: Vpliv temperature na nasipno gostoto in čas tečenje prahu za jekleni prah Distaloy

AE+0,3%C+0,6%P11 ............................................................................................................ - 5 - 

Slika 2.3: Vpliv raztrosa teže prahu v odvisnosti od temperature ......................................... - 6 - 

Slika 2.4: Vpliv temperature prahu na gostoto zelenca do temperature 150°C ..................... - 6 - 

Slika 2.5: Vpliv temperature prahu na trdnost zelenca do temp. 150°C (Distaloy

AE+0,3%C+0,6%P11; pri 700MPa) .................................................................................... - 7 - 

Slika 2.6: Temperaturno delovno območje za jekleni prah Desmix (C Comp. =

hladno/konvencionalno stiskanje) ......................................................................................... - 8 - 

Slika 2.7: Prikaz ogrevalnega sistema v silosu .................................................................... - 10 - 

Slika 2.8: Prikaz fiksno montiranega ogrevalnega sistema na stiskalnico .......................... - 12 - 

Slika 2.9: Prikaz polnilnega čevlja za toplo stiskanje ........................................................ - 13 - 

Slika 2.10: Maksimalen upogib cevi za dolžino cevi 0,7m ................................................. - 13 - 

Slika 2.11: Polnilni čevelj primeren za toplo stiskanje ....................................................... - 14 - 

Slika 2.12: Laboratorijska čaša za ponazoritev segrevanja ................................................. - 19 - 

Slika 2.13: Laboratorijska čaša za ponazoritev izgub pri segrevanju.................................. - 20 - 

Slika 2.14: Toplotno ravnovesje (v stanju pripravljenosti) ................................................. - 21 - 

Slika 2.15: Shematski prikaz izgub ..................................................................................... - 22 - 

Slika 2.16: Porazdelitev temperature pri segrevanju matrice (objavljeno z dovoljenjem IFAM,

Bremen) ............................................................................................................................... - 24 - 

Slika 2.17: Dimenzioniranje orodja glede na material orodja (objavljeno z dovoljenjem Alvier

AG) ...................................................................................................................................... - 25 - 

Slika 3.1: Okolje ThinkDesign 2009.3 ................................................................................ - 27 - 

Slika 3.2: Okolje SolidWORKS 2009SP-4 ......................................................................... - 28 - 

Slika 3.3: Hitra analiza modela s ThinkDesignom (zaprt) .................................................. - 29 - 

Slika 3.4: Analiza *stp modela v SolidWORKS ................................................................. - 30 - 

Slika 3.5: Popravljen *stp model v SolidWORKS .............................................................. - 30 - 

Slika 3.6: Zamrežen artikel .................................................................................................. - 31 - 

Slika 3.7: Končni rezultati analize ....................................................................................... - 32 - 

Slika 3.8: Odklon položaja vodil po segrevanju matrične plošče ........................................ - 34 - 

Slika 3.9: Prikaz celotnega adapterja, na katerega je pritrjeno orodje ................................ - 35 - 

Konstruiranje pritrdilnega sklopa orodij za toplotno stiskanje jeklenih prahov

V

Slika 3.10: Analiza obstoječe matrične plošče pri 25°C (298K) ......................................... - 37 - 

Slika 3.11: Analiza obstoječe matrične plošče pri 125°C (398K) ....................................... - 38 - 

Slika 3.12: Analiza matrične plošče pri 125°C (398K) s hladilnimi kanali ........................ - 42 - 

Slika 3.13: Analiza matrične plošče pri 125°C (398K) s hladilnimi kanali (3D prikaz) ..... - 42 - 

Slika 4.1: Laserski način merjenja temperature matrice ...................................................... - 44 - 

Slika 4.2: Laserski način merjenja temperature zgornjega trna ........................................... - 44 - 

Slika 4.3: Kontrola temperature z ogrevalno napravo ......................................................... - 44 - 

Slika 4.4: Dotikalni merilnik temperature 1 ........................................................................ - 45 - 

Slika 4.5: Dotikalni merilnik temperature 2 ........................................................................ - 45 - 

Slika 4.6: Stiskanec ............................................................................................................. - 46 - 

Slika 4.7: Tolerančna polja .................................................................................................. - 48 - 

Slika 4.8: Prikaz procesa ..................................................................................................... - 49 - 

Slika 4.9: Kontrolni postopek za nadzor procesa ................................................................ - 52 - 

Slika 4.10: Kontrolni postopek za sprostitev procesa .............