of 134 /134
Konstrukcija kombiniranog alata za izradu pločice brojila Prlić, Krešimir Master's thesis / Specijalistički diplomski stručni 2015 Degree Grantor / Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Karlovac University of Applied Sciences / Veleučilište u Karlovcu Permanent link / Trajna poveznica: https://urn.nsk.hr/urn:nbn:hr:128:487848 Rights / Prava: In copyright Download date / Datum preuzimanja: 2021-11-03 Repository / Repozitorij: Repository of Karlovac University of Applied Sciences - Institutional Repository

Konstrukcija kombiniranog alata za izradu pločice brojila

  • Author
    others

  • View
    6

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Konstrukcija kombiniranog alata za izradu pločice brojila

SVEUILIŠTE U ZAGREBUPrli, Krešimir
2015
Degree Grantor / Ustanova koja je dodijelila akademski / struni stupanj: Karlovac University of Applied Sciences / Veleuilište u Karlovcu
Permanent link / Trajna poveznica: https://urn.nsk.hr/urn:nbn:hr:128:487848
Rights / Prava: In copyright
Repository / Repozitorij:
Specijalistiki studij Strojarstva
Završni rad
Karlovac, 2015.
Specijalistiki studij Strojarstva
Završni rad
Karlovac, 2015.
Izjavljujem da sam ovaj rad izradio samostalno koristei steena znanja tijekom studija i
navedenu literaturu.
Zahvaljujem se mentoru mag.ing.mech. Josipu Grošu na ukazanom vremenu i povjerenju
te na korisnim savjetima i uputama pruenim prilikom izrade ovog rada.
Posebna i najvea zahvala mojim roditeljima i djevojci Niki Pavuni. Bez njihove pomoi i
podrške, kako one materijalne, tako i moralne, završetak mog studija i izrada ovog rada
nikada ne bi bili mogui. Hvala im na uloenom povjerenju, vremenu koje su potrošili na
mene, što su bili uz mene uvijek i u svakom trenutku, a posebno im hvala na tome što su me
uspjeli istrpiti tokom itavog studija.
Krešimir Prli
SADRAJ
2. OPIS ALATA ...................................................................................................................... 2
2.1. Alati[7] ......................................................................................................................... 3 2.2. Rezni alat za obradu lima[8] ........................................................................................ 4 2.3. Postupci rezanja ........................................................................................................... 7
2.4. Proces rezanja na štancama ........................................................................................ 10 2.5. Podjela štanci za rezanja ............................................................................................ 11
2.6. Štance bez voenja igova ......................................................................................... 13 2.6.1. Štanca s noastim rezom .................................................................................... 13
2.6.2. Štanca sa slobodnim rezom ................................................................................. 15 2.7. Štance s vodeom ploom .......................................................................................... 17
2.8. Štance s vodeim stupovima ...................................................................................... 18 2.9. Štance s kombiniranim voenjem .............................................................................. 19 2.10. Štance sa slijednim rezom .......................................................................................... 20
2.11. Štance s kompletnim rezom ....................................................................................... 21 2.12. Štance s voenjem pomou rezne ploe .................................................................... 22
2.13. Posebne izvedbe štanci ............................................................................................... 23 2.13.1. Štance za obrezivanje .......................................................................................... 23 2.13.2. Štance za krzanje ................................................................................................. 24
2.13.3. Štance za naknadno rezanje ................................................................................ 24 2.13.4. Štance za fino rezanja ......................................................................................... 24 2.13.5. Štance za probadanje ........................................................................................... 25
2.14. Zaštitne mjere na štancama ........................................................................................ 27
2.15. Osnove konstrukcije štance ........................................................................................ 28
2.15.1. Elementi štance[5] .............................................................................................. 28 2.15.2. Donja ili temeljna ploa ...................................................................................... 28
2.15.3. Rezna ploa ili matrica ........................................................................................ 29 2.15.4. Veliina matrice .................................................................................................. 32 2.15.5. Vodilice trake lima .............................................................................................. 33
2.15.6. Vodea ploa ....................................................................................................... 35 2.15.7. Usadna ploa ....................................................................................................... 37
2.15.8. Meuploa ........................................................................................................... 37 2.15.9. Gornja ploa ........................................................................................................ 37 2.15.10. Stezna ploa ........................................................................................................ 38
2.15.11. Upinjalo[8] .......................................................................................................... 38 2.15.12. Rezni ig ............................................................................................................. 39
2.15.12.1. Osnovna podjela igova prema poloaju reznog brida ................................ 39
Krešimir Prli Diplomski rad
2.15.12.2. Naini privršenja igova[5] ...................................................................... 40 2.15.12.3. Izvedbe igova za probijanje ....................................................................... 40 2.15.12.4. Privršenje igova bez voenja .................................................................. 42
2.15.13. Kuište s vodilicama ........................................................................................... 42 2.15.13.1. Voenje kuišta[5] ....................................................................................... 44
2.15.14. Opruni elementi ................................................................................................. 47 2.15.15. Elementi za odreivanje duljine pomaka trake - koraka ..................................... 48
2.15.15.1. vrsti i podesivi graninici[8,12] ................................................................ 48
2.15.15.2. Granini zatici[8] ......................................................................................... 49 2.15.15.3. Pomini graninici ....................................................................................... 49 2.15.15.4. Podešavalo poloaja trake (centrirer) [12] ................................................... 49 2.15.15.5. Graninik poetnog poloaja trake .............................................................. 50
2.15.15.6. Boni ili stranini no[12] ........................................................................... 50 2.15.15.7. Strugalo i izbacivalo .................................................................................... 52
3. POSTAVKA ZADATKA .................................................................................................. 54
4.1. Brojila ......................................................................................................................... 56 4.2. Primjer brojila ............................................................................................................ 57
4.2.1. Riz MBUS4 M-BUS Slave[13] .......................................................................... 57
4.3. Ploica za broja impulsa ........................................................................................... 59 4.4. Proraun kombiniranog alata za izradu ploice brojila .............................................. 62
4.4.1. Rezna zranost .................................................................................................... 62
4.4.2. Utjecaj zranosti na kvalitetu reza i poloaj srha[8,12] ...................................... 65
4.4.3. Mjere iga i matrice[8] ........................................................................................ 65 4.4.4. Sila rezanja .......................................................................................................... 68 4.4.5. Smanjenje sile rezanja[5] .................................................................................... 70
4.4.6. Površinski pritisak glave iga na gornju plou[5] ............................................... 71 4.4.7. Racionalno korištenje materijala[5] .................................................................... 73
4.4.7.1. Plan rezanja okruglih proizvoda[5] .............................................................. 74 4.5. Konstruiranje naprave za štancanje ............................................................................ 77
4.5.1. Probna naprava .................................................................................................... 77 4.5.1.1. Matrica probne naprave ............................................................................... 78
4.5.1.2. Vodea ploa probne naprave ...................................................................... 79 4.5.1.3. ig probne naprave ...................................................................................... 80
Slika 95. prikazuje ig probne naprave. ............................................................................... 81
4.5.2. Temeljna ploa .................................................................................................... 82
4.5.3. Rezna ploa ili matrica ........................................................................................ 84 4.5.4. Umetak matrice ................................................................................................... 87 4.5.5. Vodilica trake lima .............................................................................................. 94
4.5.6. Vodea ploa ....................................................................................................... 95 4.5.7. Gornja ploa ...................................................................................................... 100 4.5.8. Usadna ploa ..................................................................................................... 101 4.5.9. Rezni ig ........................................................................................................... 106
4.5.9.1. ig za probijanje ........................................................................................ 106
4.5.9.2. ig za uprešavanje ..................................................................................... 108 4.5.9.3. ig za izrezivanje ....................................................................................... 110 4.5.9.4. Granini no ............................................................................................... 113
4.6. Kompletiranje sklopa reznog alata ........................................................................... 115 4.7. Izrada tehnike dokumentacije i strojna izrada alata ............................................... 116
Krešimir Prli Diplomski rad
5. ZAKLJUAK .................................................................................................................. 117
POPIS SLIKA
Slika 1. Grafiki prikaz uporabe alata u raznim svrhama[7] ................................................ 3 Slika 2. Primjeri štancanih proizvoda[5] .............................................................................. 4 Slika 3. Razdvajanje: normalni i noasti rez[5] .................................................................... 5 Slika 4. Preoblikovanje savijanjem[5] .................................................................................. 5
Slika 5. Preoblikovanje presavijanjem i zakivanje[5] .......................................................... 5 Slika 6. Odmatalica i ravnalica trake lima[3] ....................................................................... 6 Slika 7. Prikaz otvorenog i zatvorenog reza[5] .................................................................... 6 Slika 8. Skica izrezivanja[5] ................................................................................................. 7
Slika 9. Odrezivanje sa otpadom ili bez[5] ........................................................................... 7 Slika 10. Skica probijanja[5] .................................................................................................. 8 Slika 11. Skica dorezivanja[5] ................................................................................................ 8 Slika 12. Skica zarezivanja[5] ................................................................................................ 8
Slika 13. Skica obrezivanja izratka[5] .................................................................................... 9 Slika 14. Skica krzanja[5] ....................................................................................................... 9 Slika 15. Slikoviti prikaz stupnjeva štancanja ...................................................................... 10
Slika 16. Podjela štanci prema broju rezova ......................................................................... 11 Slika 17. Podjela štanci prema nainu voenja iga ............................................................. 11 Slika 18. Štanca sa noastim rezom[2] ................................................................................. 13
Slika 19. Princip rada noastog reza[2] ................................................................................ 14 Slika 20. Prikaz oblika igova[2] ......................................................................................... 14
Slika 21. Odabir veliine kuta prema izboru materijala[2] .................................................. 14 Slika 22. Štanca sa slobodnim rezom[8] .............................................................................. 15
Slika 23. Štanca za izrezivanje[5] ......................................................................................... 16 Slika 24. Štanca sa izmjenjivom matricom[5] ...................................................................... 16 Slika 25. Prikaz jednorezne štance s vodeom ploom[5] ................................................... 17
Slika 26. Primjer štance sa vodeim stupovima[5] ............................................................... 18 Slika 27. Štanca s kombiniranim voenjem[1] ..................................................................... 19 Slika 28. Prikaz štance za slijedno probijanje i izrezivanje obratka[5] ................................ 20
Slika 29. Princip rada štance s kompletnim rezom[5] .......................................................... 21 Slika 30. Voenje pomou rezne ploe matrice[5] ............................................................... 22
Slika 31. Oblik prirubnice nakon dubokog vuenja i obrezivanja[3] ................................... 23
Slika 32. Princip rada štance za obrezivanje[5] .................................................................... 23
Slika 33. Princip rada štance za krzanje kovakog ili ljevakog srha[5] ............................. 24 Slika 34. Prikaz ulaganja i naknadnog rezanja[5] ................................................................ 24 Slika 35. Primjer djelovanja šiljka i protupritisne ploe ...................................................... 25
Slika 36. Princip rada štance za fino rezanje[5] ................................................................... 25 Slika 37. Probadanje bez prethodnog bušenja[5] ................................................................. 26
Slika 38. Probadanje s prethodnim bušenjem[5] .................................................................. 26 Slika 39. Zaštitne mjere od ozlijede u radu sa štancama[5] ................................................. 27 Slika 40. Elementi štance za slijedni rez s vodeom ploom[5] .......................................... 28
Slika 41. Rezna ploa s temeljnom ploom[5] ..................................................................... 29 Slika 42. Oblici reznog prodora matrice[5] .......................................................................... 30
Slika 43. Oblici prodora za tanke igove[5] ......................................................................... 30
Slika 44. Segmentirane matrice[5] ....................................................................................... 31 Slika 45. Izmjenjive rezne ahure[5] .................................................................................... 31
Krešimir Prli Diplomski rad
Veleuilište u Karlovcu – Strojarski odjel V
Slika 46. Skica matrice slijednog reza[5] ............................................................................. 32 Slika 47. vrste vodee letve[5] ........................................................................................... 33 Slika 48. Pomine-oprune letve[5] ..................................................................................... 34
Slika 49. Opruno potiskivalo trake ..................................................................................... 35 Slika 50. Štanca s vodeom ploom[5] ................................................................................ 36 Slika 51. Postupak zalijevanja igova[5] .............................................................................. 36 Slika 52. Presjek gornjeg dijela alata[5] ............................................................................... 37 Slika 53. Prikaz steznih ploa za velike alate[5] .................................................................. 38
Slika 54. Izvedbe upinjala[5] ................................................................................................ 39 Slika 55. Osnovne vrste igova[5] ........................................................................................ 39 Slika 56. Naini privršenja igova[5] ............................................................................... 40 Slika 57. Izvedbe igova za probijanje[5] ............................................................................ 41
Slika 58. Prihvatne ahure za tanke igove[5] ..................................................................... 41 Slika 59. Naini privršenja igova bez voenja[5] ........................................................... 42 Slika 60. Lijevano kuište sa vodilicama[5] ......................................................................... 43 Slika 61. elino kuište sa vodilicama ............................................................................... 43
Slika 62. Kuište s izmjenjivim reznim umecima ................................................................ 44 Slika 63. Elementi voenja[5] .............................................................................................. 45 Slika 64. Naini privršivanja vodilice[5] .......................................................................... 46
Slika 65. Vrste vodilica i privršivanja[5] .......................................................................... 46 Slika 66. Karakteristika opruge od poliuretana[5] ................................................................ 48 Slika 67. vrsti graninik[5] ................................................................................................ 48
Slika 68. Odreivanje koraka graninim zatikom[5] ............................................................ 49 Slika 69. Podešavalo – centrirer[5] ....................................................................................... 50
Slika 70. Graninik poetnog poloaja[5] ............................................................................ 50 Slika 71. Boni ili stranini no[5] ....................................................................................... 51
Slika 72. Kaljeni graninik[5] .............................................................................................. 51 Slika 73. Poloaj bonih noeva[5] ...................................................................................... 52
Slika 74. vrsto strugalo[5] .................................................................................................. 52 Slika 75. Opruno strugalo[12] ............................................................................................ 53 Slika 76. Izbacivalo proizvoda[12] ....................................................................................... 53
Slika 77. Riz M-bus 4 modul[13] ......................................................................................... 58
Slika 78. Izraevina -Ploica brojila ..................................................................................... 59 Slika 79. Radioniki crte ploice sa potrebnim mjerama ................................................... 60 Slika 80. Detalj ploice ......................................................................................................... 61 Slika 81. Unutarnje i vanjske rezne površine[5] ................................................................... 63
Slika 82. Poloaj srha ovisno o postupku rezanja[5] ............................................................ 65 Slika 83. Probijanje[5] .......................................................................................................... 66 Slika 84. Izrezivanje[5] ......................................................................................................... 67
Slika 85. Skošenje iga ili matrice radi smanjenja sile rezanja i trzaja u radu[5] ................ 71 Slika 86. Utjecaj skošenja na silu rezanja [6] ....................................................................... 71 Slika 87. Površinski pritisak[1] ............................................................................................ 73 Slika 88. Prikaz dobrog i nepovoljnog pripremka za povoljno iskorištenje trake
materijala[5] .......................................................................................................... 73
Slika 89. Jednoredno izrezivanje[5] ..................................................................................... 74 Slika 90. Dvoredni i troredni cik-cak razmještaj[5] ............................................................. 75 Slika 91. Raspored rezanja ................................................................................................... 76 Slika 92. Sklop probnog reznog alata ................................................................................... 78
Slika 93. Rezna ploa probne naprave .................................................................................. 79 Slika 94. Vodea ploa probnog alata .................................................................................. 80
Krešimir Prli Diplomski rad
Veleuilište u Karlovcu – Strojarski odjel VI
Slika 95. ig probnog alata ................................................................................................... 81 Slika 96. Temeljna ploa ...................................................................................................... 82 Slika 97. Temeljna ploa, korak dva .................................................................................... 83
Slika 98. Temeljna ploa sa podlonim elementima ............................................................ 84 Slika 99. Rezna ploa ........................................................................................................... 85 Slika 100. Rezna ploa, drugi korak ....................................................................................... 86 Slika 101. Temeljna ploa sa svim elementima ..................................................................... 87 Slika 102. Sklop segmenta matrice za utiskivanje ................................................................. 88
Slika 103. Segment matrice za utiskivanje ............................................................................. 89 Slika 104. Profil zuba za utiskivanje ...................................................................................... 90 Slika 105. Otisnua na ploici brojila ..................................................................................... 91 Slika 106. Trn matrice za utiskivanje ..................................................................................... 92
Slika 107. Matrica za utiskivanje u kompoziciji sa temeljnom i reznom ploom .................. 93 Slika 108. Matrica za utiskivanje – presjek sklopa ................................................................ 93 Slika 109. Vodilice trake lima ................................................................................................ 94 Slika 110. Vodee letve u kompoziciji sa temeljnom i reznom ploom ................................ 95
Slika 111. Klizni dosjed H7/h6 iga i vodee ploe .............................................................. 96 Slika 112. Vodea ploa, gornja strana .................................................................................. 97 Slika 113. Vodea ploa, donja strana .................................................................................... 98
Slika 114. Vodea ploa u kompoziciji donjeg sklopa štance ................................................ 99 Slika 115. Donji sklop štance sa svim elementima .............................................................. 100 Slika 116. Gornja ploa ........................................................................................................ 101
Slika 117. Usadna ploa sa osnovnim pozicijama ................................................................ 102 Slika 118. Usadna ploa sa eremitima za privršivanje igova .......................................... 103
Slika 119. Gotova usadna ploa ........................................................................................... 104 Slika 120. Graninik reznog noa za pozicioniranje trake ................................................... 105
Slika 121. Sklop gornje i usadne ploe ................................................................................. 105 Slika 122. ig za probijanje .................................................................................................. 106
Slika 123. Simulacija naprezanja iga za probijanje ............................................................ 107 Slika 124. igovi za probijanje u usadnoj ploi ................................................................... 108 Slika 125. ig za utiskivanje ................................................................................................ 109
Slika 126. ig za utiskivanje u usadnoj ploi ....................................................................... 110
Slika 127. ig za izrezivanje ................................................................................................ 111 Slika 128. Uveani prikaz glave iga ................................................................................... 112 Slika 129. ig za izrezivanje u usadnoj ploi ....................................................................... 112 Slika 130. Granini no ........................................................................................................ 113
Slika 131. Granini no u sklopu gornje ploe ..................................................................... 114 Slika 132. Sklop alata za izradu ploice brojila .................................................................... 115 Slika 133. Prikaz sklopa alata sa sastavnim dijelovima u tehnikoj dokumentaciji ............. 116
Krešimir Prli Diplomski rad
POPIS TABLICA
Tablica 1. Odreivanje visine matrice .................................................................................... 33 Tablica 2. Odreivanje zranosti izmeu vodilica ................................................................. 34 Tablica 3. Opruni elementi u štancama [5] ........................................................................... 47 Tablica 4. Odreivanje rezne zranosti z[8] ........................................................................... 64
Tablica 5. Tablica ukupne rezne zranosti 2z[8] .................................................................... 64 Tablica 6. Tablini prikaz kvalitete izrade matrice i iga naspram proizvoda[8] .................. 68
Krešimir Prli Diplomski rad
POPIS TEHNIKE DOKUMENTACIJE
RIZNOVIPB20150003 Ploica za brojilo optikog itaa
RIZNOVIPB20150004 Segment matrice
RIZNOVIPB20150005 Temeljna ploa
POPIS OZNAKA
s mm Debljina lima
I mm Duina reza
F N Sila rezanja
p Mpa Površinski pritisak
L mm Duina
B mm Širina
SAETAK
Tema završnog rada je konstrukcija reznog alata za probijanje elinog lima u svrhu
dobivanja gotovog proizvoda na što bri i ekonominiji nain. Prva faza ukljuuje razradu
ideje proizvoda prema potrebi kupca. Druga faza obuhvaa dizajn naprave, proraun i
tehniku dokumentaciju. U treoj fazi je planirano izraditi gotov proizvod - napravu i izradak.
Za razraeni koncept stavljen je naglasak na dizajn i 3D konstrukciju u programu SolidWorks
te izradu tehnike dokumentacije u punom opsegu.
Kljune rijei: naprava, štancanje, konstrukcija, 3D model, SolidWorks
Krešimir Prli Diplomski rad
1. UVOD
ovjek je oduvijek teio k tome da svaki posao koji radi napravi što efikasnije na što
jednostavniji nain sa što manje uloene energije. Drugim rijeima, koristio se pomagalima
gdje god je stigao. Tako su neka najstarija i najkorisnija ovjekova pomagala poluga, kota,
kolotura i drugi. Korištenjem pomagala ovjek je odreeni posao radio bre, bolje, lakše i
preciznije. Ljudska filozofija o nainu rada se u suštini nije uope promijenila jer i danas
svaki ovjek koristi neku vrstu pomagala na svom radnom mjestu.
Spektar pomagala danas je gotovo nebrojiv jer za svako podruje rada postoji nešto što e
olakšati neki posao ili što e ga uope uiniti moguim. Tako na primjer, naješe vezano za
velikoserijske proizvodnje i tamo gdje bi tipina strojna obrada bila preskup i dugotrajan
proces koriste se ureaji i naprave koji takve procese obavljaju u daleko jednostavnijem,
brem, automatiziranijem i jeftinijem obliku. Jedna od takvih naprava je i štanca koja uz
pomo alata (ureaja za prosijecanje) i preše (ureaja koji obavlja rad) moe obaviti takav
posao.
Konkretan primjer kojim se ovaj rad bavi je izrada ploice za brojilo optikog itaa na
zahtjev hrvatske kompanije RIZ d.d., vodei proizvoa naprednih brojila na ovim prostorima
kojima se bave još od 1995. godine.
Sukladno tome, u okviru ovog diplomskog rada slijedno e biti navedene informacije o
napravi za štancanje kao i nain na koji je isti razvijen poevši od analize trišta, preko
koncepata, konstrukcijskih rješenja, prorauna, do izrade 3D CAD modela i tehnike
dokumentacije.
2. OPIS ALATA
Cilj ovog poglavlja je predstaviti razliite tehnike i naine izrada štanci, koji su se koristile u
tehnici kroz povijest i koji se trenutno koriste u industriji proizvodnje metalnih i nemetalnih
dijelova, te napraviti podjelu štanci prema nainu rada i primjeni. Sve vrste štanci e osim
osnovnog opisa rada imati jasno definirane parametre s prednostima i nedostatcima što je
nuno za njihovu meusobnu usporedbu. Iako je esto vrlo teško usporeivati neke tehniki
vrlo razliite koncepte njihova osnovna namjena to zahtjeva. Treba naglasiti da su rezni alati
iako usporedivi po veini parametara, esto idejno razliiti te se neke štance ne mogu koristiti
u odreenim situacijama u kojima pak druge naprave briljiraju. itava jedna grana strojarstva
i industrije poiva na izradi i osmišljavanju alata u cilju unapreenja kvalitete uz standardne
zahtjeve za smanjenje troškova, brzine, energije i cijene koštanja po jedinici obraenog
izratka.
2.1. Alati[7]
Alati su pomona sredstva kojima izvodimo jednu ili više operacija na nekom predmetu
(proizvodu). Alati se mogu koristiti na stroju ili runo, a stroj koji koristi alate je alatni stroj.
Masovna proizvodnja je nezamisliva bez alatnih strojeva. Prednosti korištenja alata i alatnih
strojeva, u koje spadaju i štance su:
a) Maksimalno iskorištenje alatnog stroja
b) Smanjenje (sporednog) radnog vremena
c) Smanjenje broja radnika
e) Olakšanje izmjena izradaka
Slika 1. Grafiki prikaz uporabe alata u raznim svrhama[7]
Krešimir Prli Diplomski rad
2.2. Rezni alat za obradu lima[8]
Alat za rezanje i probijanje lima sastoji se od gornjeg pominog sklopa privršenog na
pritiskivalo preše i donjeg nepominog sklopa privršenog na radni stol preše. Radne ili
rezne elemente štance tvore igovi koji su ugraeni u gornji sklop i matrica koja je ugraena u
donji sklop. Polazni materijal za štancanje moe biti: [8]
a) metalni lim u obliku ploe ili platine (platina je proizvod pravokutnog presjeka
najvee debljine 40 mm, a najmanje širine 150 mm. Širina platine mora biti najmanje
4 puta vea od debljine. Iz platine se dalje valjaju tanki limovi. Stranica a < 40mm i
odnos a : b > 1 : 4, trake ili koluta[8]
b) osim metala, to moe biti i rezani ili probijani polimer, papir, koa, guma i tekstil
c) zatim ostali elini limovi koji se reu do debljine od 6 mm
d) i elini limovi vee debljine za koje je nuna posebna izvedba i zagrijavanje
materijala gdje je savijanje mogue za debljine do 100 mm[8]
Slika 2. Primjeri štancanih proizvoda[5]
Razdvajanje materijala moe se vršiti normalnim (okomitim) ili noastim (kutnim) rezom.
Slika 3. Razdvajanje: normalni i noasti rez[5]
Štancanjem je mogue ostvariti masovnu i serijsku proizvodnju na jednostavan nain. Klasa
tonosti kod mjera je IT11 do IT9, a kod kalibriranja IT7 do IT6.
Štancani proizvodi su lakši u odnosu na kovane ili lijevane, primarno zbog velike tonosti i
veeg izbora materijala. Vrijeme izrade je mnogostruko krae u odnosu na obradu odvajanjem
estica.
Na štancama se mogu vršiti i druge operacije, kao što su preoblikovanja savijanjem:
Slika 4. Preoblikovanje savijanjem[5]
Ili preoblikovanja presavijanjem, odnosno zakivanjem:
Slika 5. Preoblikovanje presavijanjem i zakivanje[5]
Krešimir Prli Diplomski rad
Veleuilište u Karlovcu – Strojarski odjel 6
Posluivanje štanci moe biti runo ulaganjem platine ili pomicanje trake lima, ovisno o
kompleksnosti proizvoda i konstrukciji iga te strojno to jest automatski. Kada je kolut lima
preteak, odnosno velikih dimenzija koristimo naprave kao što odmatalice, ravnalice i
dodavalice trake koluta lima, sve u svrhu breg i jednostavnijeg opsluivanja proizvodnog
alata.
Slika 6. prikazuje odmatalice i ravnalicu trake lima.
Slika 6. Odmatalica i ravnalica trake lima[3]
Rezna linija na obratku moe biti otvoreni rez, gdje reemo samo dio obratka, npr.
odrezivanje ili pak zatvoreni rez gdje se ree cijeli oblik obratka npr. izrezivanjem.
Slika 7. Prikaz otvorenog i zatvorenog reza[5]
Krešimir Prli Diplomski rad
2.3. Postupci rezanja
Prilikom konstrukcije štance bitno je unaprijed razluiti koji e se postupci rezanja koristiti jer
e sam dizajn naprave ovisi o tome.
Postupci rezanja mogu biti:
a) Izrezivanje koje ukljuuje rezanje du zatvorene linije za proizvode s tonim vanjskim
oblikom. Ono što se izdvoji iz trake je proizvod, a ostatak trake je otpad.
Slika 8. Skica izrezivanja[5]
b) Odrezivanje koje podrazumijeva rezanje du otvorene rezne linije za jednostavne
proizvode. Ono što se odvaja od trake je proizvod zahtijevane širine. Ovisno o tehnici
štancanja i konstrukciji iga odrezivanje moe biti sa otpadom ili bez njega, kao što je
prikazano na sljedeoj slici. [5]
Slika 9. Odrezivanje sa otpadom ili bez[5]
Krešimir Prli Diplomski rad
Veleuilište u Karlovcu – Strojarski odjel 8
c) Probijanje kao rezanje du zatvorene rezne linije za proizvode s tonim unutarnjim
oblikom. Ono što se izdvoji iz platine je otpad, a ostatak je proizvod. Probijeni oblici
mogu biti bilo kakvi te zavise od oblika iga.
Slika 10. Skica probijanja[5]
d) Dorezivanje je otvoreni rez na konturi proizvoda radi odvajanja dijelova površine.
Ono što se odvoji je otpad.
Slika 11. Skica dorezivanja[5]
e) Zarezivanje je otvoreni rez na konturi proizvoda bez odvajanja dijelova površine.
Takvi rezovi omoguuju npr. neku daljnju operaciju kao što je formiranje savijanje ili
slino.
Krešimir Prli Diplomski rad
Veleuilište u Karlovcu – Strojarski odjel 9
f) Obrezivanje je odvajanje ruba ili dodatka za obradu na proizvodima du otvorene ili
zatvorene rezne linije (npr.: nakon dubokog vuenja).
Slika 13. Skica obrezivanja izratka[5]
g) Krzanje je odvajanje ljevakog ili kovakog dodatka. Vrh koji nastaje lijevanjem
(kalupom) ili kovanjem (deformacijom) moemo ukloniti tehnikom štancanja.
Slika 14. Skica krzanja[5]
Krešimir Prli Diplomski rad
2.4. Proces rezanja na štancama
Proces rezanja materijala na štancama odvija se uzajamnim djelovanjem reznih bridova iga i
matrice u nekoliko stupnjeva (faza):
a) Prvi stupanj: Elastina deformacija uslijed prodiranja iga u materijal.
b) Drugi stupanj: Trajna deformacija uslijed daljnjeg prodiranja iga i prekoraenja
granice elastinosti materijala. Nastaju zaobljena ulegnua.
c) Trei stupanj: Sjeenje materijala na reznim rubovima iga i matrice uslijed
prekoraenja smine vrstoe materijala nastaju risevi.
d) etvrti stupanj: Lom materijala uslijed smanjena otpora (vrstoe) preostalog dijela.
e) Peti stupanj: Zaglaivanje rezne plohe materijala zbog elastinog pritiska na ig pri
njegovu izvlaenju. Potreban skida materijala sa iga.
f) Šesti stupanj: Elastini povrat materijala nakon izvlaenja iga zbog ega se smanjuje
mjera provrta, a poveava mjera izrezanog dijela u odnosu na mjeru iga.
Slika 15. Slikoviti prikaz stupnjeva štancanja
Krešimir Prli Diplomski rad
2.5. Podjela štanci za rezanja
Štance za rezanje su mnogobrojne i raznovrsne. Mogu se promatrati i klasificirati po
razliitim kriterijima i njihovim kombinacijama:
a) Podjela prema postupku rezanja. Sukladno postupku rezanja, navedenima u toci
2.4 nazivaju se štance za izrezivanje, odrezivanje i probijanje.
b) Podjela prema broju rezova. To mogu biti jednorezne štance koje ukljuuju samo
jedan postupak rezanja, npr. izrezivanje, odrezivanje ili probijanje te višerezne
štance gdje se podrazumijeva više postupaka rezanja slijedno s više hodova preše ili
kompletno sa jednim hodom preše.
Slika 16. Podjela štanci prema broju rezova
c) Podjela štanci prema nainu voenja iga. To mogu biti štance bez voenja iga
koje koriste voenje potiskivala preše. Štance s voenjem iga koriste dijelove alata
za voenje kao što su vodea ploa, vodei stupovi, rezna ploa ili više njih
zajedno.
Krešimir Prli Diplomski rad
Veleuilište u Karlovcu – Strojarski odjel 12
d) Posebne štance u koje se svrstavaju štance za posebne namjene ili operacije kao što
su štance za obrezivanje, krzanje, naknadno i fino rezanje te štance za probadanje
zadebljanja ili vrata u limu kao što je npr.: priprema za narezivanje.
e) Kombinirane štance: Osim rezanja ukljuuju i postupke trajne deformacije,
naješe slijedni alati za proizvode s vrlo kompliciranim oblikom
f) Podjela štanci prema kvaliteti i troškovima izrade kao što su štance visoke, srednje i
niske kvalitete. Štance visoke kvalitete koriste se prvenstveno za proizvode visoke
tonosti, ali i za proizvode srednje tonosti srednjih serija. Štance srednje kvalitete
za proizvode srednje tonosti i srednjih serija. Štance nie kvalitete naješe kao
pomoni alat za jednostavnije proizvode manjih tonosti i koliina.
Krešimir Prli Diplomski rad
2.6. Štance bez voenja igova
Ako govorimo o štancama bez voenja igova one se odnose na štance s noastim rezom i
štance sa slobodnim rezom.
2.6.1. Štanca s noastim rezom
Štanca s noastim rezom sastoji se od gornjeg sklopa sa igom privršenog na pritiskivalo
preše i podloge (umjesto matrice) od tvrdog drveta, klingerita ili tvrdog papira. Namijenjena
je za rezanje koe, papira, gume, polimera, tekstila, ali i listia mekog metala. Rezna oštrica je
u obliku klina (noa) s kutom β. Pri rezanju oštrica ulazi plitko u podlogu. Obzirom na
poloaj kuta β razlikuju se igovi za unutarnje (probijanje) i vanjske mjere (izrezivanje) na
proizvodu. Mogu biti runi i strojni alat.
Slika 18. Štanca sa noastim rezom[2]
Krešimir Prli Diplomski rad
Slika 19. Princip rada noastog reza[2]
Slika 20. Prikaz oblika igova[2]
Slika 21. Odabir veliine kuta prema izboru materijala[2]
Krešimir Prli Diplomski rad
2.6.2. Štanca sa slobodnim rezom
Sastoji se od gornjeg sklopa sa igom privršenog na pritiskivalo preše i donjeg sklopa s
matricom privršenog na radni stol preše. Tonost poloaja i voenja iga u odnosu na
matricu ovisi o kvaliteti postavljanja alata i voenja same preše. Obino su jednorezni alati za
okrugle ploice i druge jednostavne oblike s malim serijama.
Gornji dio štance je samo ig koji ujedno slui i kao upinjalo. Matrica je postavljena na nešto
veu donju plou radi lakšeg pritezanja na stol. Na matrici je strugalo materijala sa iga pri
povratnom hodu, kako je prikazano slikom.
Slika 22. Štanca sa slobodnim rezom[8]
Štanca za izrezivanje s kompletiranim gornjim i donjim sklopom. Ugraeni kutni graninik za
pozicioniranje trake lima te umetak koji slui kao boni graninik i visinski dostojnik za
strugalo trake lima sa iga (Slika 23.).
Krešimir Prli Diplomski rad
Veleuilište u Karlovcu – Strojarski odjel 16
Slika 23. Štanca za izrezivanje[5]
Na slici 24. je prikazana štanca s izmjenjivom matricom za razliite proizvode slinih
veliina. Matrica s vanjskim konusom se ulae u donju plou, stee i centrira prstenom s
unutarnjim konusom. Stezanje je obino s 4 do 6 imbus vijaka.
Slika 24. Štanca sa izmjenjivom matricom[5]
Krešimir Prli Diplomski rad
2.7. Štance s vodeom ploom
Vodea ploa usmjerava i vodi igove obzirom na rezne otvore u matrici, a pri povratnom
hodu strue traku lima sa igova. Vijcima je stegnuta, a zaticima centrirana s reznom ploom.
Rezna ploa je povezana istim vijcima i zaticima za donju plou štance. Letve slue za
voenje trake lima, ali i kao visinski odstojnik za slobodan pomak trake. Obino su debljine
5-8 mm. igovi su smješteni u usadnu plou. U radnom hodu me izlaze previše iz vodee
ploe pa su manje izloeni izvijanju. Povratni hod preše podešava se tako da igovi ne izlaze
iz vodee ploe. Meuploa od tvrdog elika izmeu usadne i gornje ploe sprjeava
utiskivanje glave igova u gornju plou i pojavu praznog hoda igova.
Slika 25. Prikaz jednorezne štance s vodeom ploom[5]
Krešimir Prli Diplomski rad
2.8. Štance s vodeim stupovima
Vodilice ili vodei stupovi usmjeravaju i vode kompletni gornji sklop sa igovima. S donjom
ploom su u vrstom dosjedu, a s gornjom u kliznom. Ovakva izvedba daje bolje voenje u
odnosu na vodeu plou obzirom na veliki razmak izmeu vodilica. Za tanje igove nuno je i
ovdje ugraditi vodeu plou da bi sprijeili deformiranje iga.
Slika 26. Primjer štance sa vodeim stupovima[5]
Krešimir Prli Diplomski rad
2.9. Štance s kombiniranim voenjem
Kad govorimo o kombiniranom voenju podrazumijevamo kombinaciju vodee ploe i
vodeih stupova. Naješe se primjenjuje za štance sa više tankih igova. Vodea ploa je
preko vijaka i opruga povezana s gornjim sklopom i tijekom rada klizi po vodeim stupovima.
U radnom hodu spušta se do letvi za voenje trake, a igovi nastavljaju s rezanjem trake. U
povratnom hodu vodea ploa zaostaje za igovima i pod pritiskom opruga skida traku lima.
Slika 27. Štanca s kombiniranim voenjem[1]
Krešimir Prli Diplomski rad
2.10. Štance sa slijednim rezom
To su višerezne štance koje slijedno primjenjuju razliite postupke rezanja (jedan za drugim).
Namijenjene su za izradu sitnih proizvoda kompliciranog oblika i velikih koliina. Na slici je
štanca koja u prvom koraku probija otvore, a nakon pomaka trake, u drugom koraku izrezuje
vanjski oblik. Tonost pomaka trake osigurava tonost meusobnog poloaja otvora i
vanjskog oblika na proizvodu, a za to se koriste razni graninici, boni noevi i automatske
dodavalice trake.
Slika 28. Prikaz štance za slijedno probijanje i izrezivanje obratka[5]
Krešimir Prli Diplomski rad
2.11. Štance s kompletnim rezom
To su višerezne štance koje odjednom (istovremeno) primjenjuju razliite postupke rezanja.
Namijenjene su za izradu proizvoda s vrlo tonim meusobnim poloajem vanjskog i
unutarnjeg oblika. Na slici je prikazana štanca sa igom za izrezivanje vanjskog oblika u
donjem dijelu, a koji je ujedno i matrica za probijanje otvora. U radnom hodu spušta se gornji
sklop sa igom za probijanje i matricom za izrezivanje. Prvo poinje operacija probijanja, a
zatim izrezivanje. U povratnom hodu podiu se ig za probijanje i matrica za izrezivanje. Pri
tome opruga 1 podie traku lima sa iga za izrezivanje, a opruga 2 izbacuje proizvod iz
matrice za izrezivanje. Ovakva izvedba je nešto kompliciranija i skuplja no osigurava veliku
preciznost izratka kada se trai brzina višerezne operacije.
Slika 29. Princip rada štance s kompletnim rezom[5]
Krešimir Prli Diplomski rad
2.12. Štance s voenjem pomou rezne ploe
Ovakva izvedba spada u jednostavnije štance. Voenje je pomou produenog dijela iga koji
je potopljen u matricu i nije u funkciji rezanja materijala. Slui za voenje reznog dijela iga i
oslanjanjem na matricu spreava savijanje uslijed bonih sila pri rezanju[8].
Slika 30. Voenje pomou rezne ploe matrice[5]
Krešimir Prli Diplomski rad
2.13. Posebne izvedbe štanci
2.13.1. Štance za obrezivanje
Namijenjene su za rezanje rubova proizvoda na tonu mjeru i oblik nakon prethodne operacije
preoblikovanja, naješe nakon dubokog vuenja. Na slici je prikazana prirubnica nakon
dubokog vuenja i nakon obrezivanja.
Slika 31. Oblik prirubnice nakon dubokog vuenja i obrezivanja[3]
Princip rada štance za obrezivanje opisan je u sljedeim koracima. Neobrezani dio se
postavlja u trn ili neki drugi oblik prihvata. Gornji sklop sa potiskivalom i igom se poinje
spuštati te potiskivalo, s obzirom da je na oprugama, stegne i centrira vueni dio prije
operacije obrezivanja. Potom ig dolazi u kontakt sa obratkom i dolazi do rezanja. Potiskivalo
cijelo vrijeme neometano moe biti u kontaktu sa dijelom kako je prikazano na slici.
Slika 32. Princip rada štance za obrezivanje[5]
Krešimir Prli Diplomski rad
2.13.2. Štance za krzanje
Slue za uklanjanje viška materijala na proizvodu koji se pojavljuje na spojnoj liniji kalupa
pri kovanju, prešanju ili tlanom lijevanju. ig, koji je slinog oblika kao i izradak,
jednostavno gurne obradak kroz reznu plou koja pritom ukloni srh.
Slika 33. Princip rada štance za krzanje kovakog ili ljevakog srha[5]
2.13.3. Štance za naknadno rezanje
Namijenjene za naknadno rezanje proizvoda kod kojih se posebno zahtijevaju okomitost
gornje i rezane površine obratka te kvaliteta obrade i oštri bridovi.
Slika 34. Prikaz ulaganja i naknadnog rezanja[5]
2.13.4. Štance za fino rezanja
Finorezne štance u jednom radnom hodu postiu tonost mjera, paralelnost gornje i donje
plohe obratka, glatku i okomitu reznu plohu. Na pritisnoj ploi je klinasti šiljak (zubac) koji
prati reznu liniju na odreenoj udaljenosti, prodire u materijal i potiskuje ga bonom silom na
rezni ig uz istovremeni protu pritisak s donje strane. Time se smanjuje kidanje, a poveava
zona rezanja sa smanjenom hrapavošu. Za fino rezanje potrebna je troradna preša.
Krešimir Prli Diplomski rad
Slika 35. Primjer djelovanja šiljka i protupritisne ploe
Slika 36. Princip rada štance za fino rezanje[5]
2.13.5. Štance za probadanje
Probadanje je kidanje, a ne rezanje materijala. Mali ig s kuglastim ili piramidalnim šiljkom
utiskuje se lim. Na suprotnoj strani lima stvaraju se risevi i mali šiljasti zupci, a daljnjim
prodiranjem iga u materijal, izvlai s produetak, odnosno vrat, koji naješe slui za rezanje
nareza na tankom limu. Izvlaenje produetka moe biti s prethodnim bušenjem (probijanjem)
Krešimir Prli Diplomski rad
Veleuilište u Karlovcu – Strojarski odjel 26
ili bez njega. Oblik iga ovisi o ilavosti i debljini materijala. Visina vrata se rauna prema
izrazu: [5]
Krešimir Prli Diplomski rad
2.14. Zaštitne mjere na štancama
Kao i kod bilo kojeg drugog alatnog stroja nuno je misliti na sigurnost operatera i ljudi
unutar djelokruga rada stroja kako u radu tako i pri konstrukciji. Da bi se izbjegle ozljede pri
podešavanju, posluivanju ili odravanju štanci valjalo bi poduzeti zaštitne mjere:
a) vrsto stegnuti gornji sklop u pritiskalo preše preko upinjala
b) veliina i oblik donje ploe treba omoguiti sigurno stezanje donjeg sklopa na stol
preše
c) pravilno postaviti pribor za stezanje na stol preše (vijci, odstojnici, poluge..)
d) konstrukcija štance (Slika 39. Zaštitne mjere od ozlijede u radu sa štancama) ne smije
omoguiti pristup prstima i ruci u opasnu zonu
e) ako navedene mjere nije mogue izvesti potrebno je postaviti zaštitnu rešetku ili
akrilno staklo
f) pri postavljanju štanci s noastim rezom pridravati se mjere (Slika 39.)
g) pri odravanju i oštrenju alata paziti na oštre bridove i male razmake meu njima[5]
Slika 39. Zaštitne mjere od ozlijede u radu sa štancama[5]
Krešimir Prli Diplomski rad
2.15. Osnove konstrukcije štance
2.15.1. Elementi štance[5]
Izrada štanci uglavnom je pojedinana. Proces njezine izrade je sloen i skup, ali i dugotrajan.
Da bi se uštedilo na troškovima izrade i skratilo vrijeme isporuke potrebno je ugraditi što više
standardiziranih ili tipiziranih elemenata štance. esto puta se kupuju gotova kuišta s
voenjem, a izrauju i ugrauju samo radni elementi kao igovi, rezne ahure i slino. U
osnovi, štanca se sastoji od gornjeg i donjeg sklopa s pripadajuim elementima. Najvaniji
elementi štance s vodeom ploom prikazani su na sljedeoj slici.
Slika 40. Elementi štance za slijedni rez s vodeom ploom[5]
2.15.2. Donja ili temeljna ploa
Donja ili temeljna ploa slui za povezivanje elemenata i privršivanje donjeg sklopa na
radni stol preše. Debljina ploe je 25-60 mm ili (1-1,5) x debljina matrice. Prodori za
slobodan prolaz izreska vei su oko 2 mm u odnosu na prodore u matrici. Kosi prolazi izreska
su pod kutom α≥45. izrauje se od elika (0361, 0461), sivog lijeva ili Al-legure. [7]
Krešimir Prli Diplomski rad
Slika 41. Rezna ploa s temeljnom ploom[5]
2.15.3. Rezna ploa ili matrica
Rezna ploa zajedno sa igovima ree materijal. Izrauje se od visoko legiranog alatnog
elika za rad u hladnom stanju ( 4150 – OCR12 i 4650 – OCR12 specijal, radne tvrdoe 56
– 64 HRC) ili tvrdog metala. [7]
Rezni prodori su prošireni od reznog brida prema dolje radi lakšeg prolaza izreska (Slika 43.).
Oblik prodora i veliina kuta proširenja α ovise o debljini lima s, broju proizvoda n, postupku
i tonosti rezanja. Ako proširenje prodora poinje od samog reznog ruba izrada je lakša, ali se
brzo gubi mjera nakon oštrenja. Kod kompletnog i finog reza nema proširenja zbog tonosti
voenja izbacivala. Kod tankih igova raditi s manjim proširenjem da se sprijei lijepljenje
izreska (Slika 43.). Naješe se radi prodor s valjkastim vijencem od reznog ruba visine
h=(1,5-6)s , a zatim nastavlja s proširenjem prema dolje. Time je omogueno višestruko
oštrenje (jedno brušenje oko 0,15 mm) i zadravanje mjere prodora. Kod okruglih igova
proširenje je 0,3 mm i valjkastog je oblika. [5]
Krešimir Prli Diplomski rad
Slika 42. Oblici reznog prodora matrice[5]
Slika 43. prikazuje pravilne i nepravilne oblike prodora, u cilju izbjegavanja nakupljanja i
sprjeavanja ispadanja izradaka u reznom prodoru.
Slika 43. Oblici prodora za tanke igove[5]
Krešimir Prli Diplomski rad
Veleuilište u Karlovcu – Strojarski odjel 31
Segmentiranje ili dijeljenje se izvodi kod velikih i sloenih oblika matrice radi lakše izrade,
manje opasnosti od loma pri toplinskoj obradi i lakšeg odravanja. Mijenja se samo ošteeni
segment. Segmenti se ukopavaju u takozvanu blok-matricu i steu vijcima ili osiguravaju
pomou ruba s donje strane (Slika 44.). [5,8]
Slika 44. Segmentirane matrice[5]
Za manje prodore rade se izmjenjive rezne ahure radi lakšeg odravanja.
Slika 45. Izmjenjive rezne ahure[5]
Krešimir Prli Diplomski rad
2.15.4. Veliina matrice
L – duina matrice; B - širina matrice; H - visina ili debljina matrice (Slika 46.)
Prema iskustvu vrijedi pravilo:
p = t – veliina pomaka odnosno koraka
H – visina ili debljina matrice
b – širina trake materijala
Duina matrice L ovisi o planu rezanja, odnosno broju koraka. Nadalje, najmanji razmak
izmeu dva okrugla rezna prodora smije biti 5 debljina lima, a kod uglatih prodora najmanje 5
mm. Udaljenost ruba matrice od najblieg reznog prodora je 25-40 mm. Udaljenost osi
provrta za vijke od ruba matrice kree se m=12 mm za vijke M8 do m=25 mm za vijke M20
mm. Širina matrice B ovisi o širini trake materijala i debljini matrice. Takoer, zadrati
razmake kako je definirano za duinu matrice. [8]
Slika 46. Skica matrice slijednog reza[5]
Krešimir Prli Diplomski rad
Veleuilište u Karlovcu – Strojarski odjel 33
Visina ili debljina matrice H ovisi o sili rezanja i kree se od 16 do 40 mm. Za limove deblje
od 6mm visina se poveava za (15 – 25)%.
Visina matrice se odreuje ili provjerava prema tablici, ovisno o širini trake b, najveem
otvoru matrice l i debljini lima s.
Tablica 1. Odreivanje visine matrice
2.15.5. Vodilice trake lima
Slue za voenje trake kroz alat, odravanje razmaka izmeu rezne i vodee ploe te
spreavaju savijanje otpadne trake pri povratnom hodu igova. Mogu biti vrste (Slika 47.) i
pomine (Slika 48.). Vrsta voenja ovisi o izvedbi alata, debljini lima i broju hodova preše.
Visina letvi ovisi o debljini lima po formuli =2s+2 (mm), a naješe =5-8 (mm). Obino
su due od matrice za 100-150 (mm) na ulaznoj strani trake radi mogunosti privršenja
noseeg lima za traku. Za velike serije proizvoda izrauju se od elika za cementiranje, kale i
bruse na strogo jednaku visinu.
Slika 47. vrste vodee letve[5]
Krešimir Prli Diplomski rad
Veleuilište u Karlovcu – Strojarski odjel 34
Razmak izmeu letvi ovisi o debljini i širini rezne trake A = b + z (mm), gdje je z- zranost
prema tablici: [12]
Tablica 2. Odreivanje zranosti izmeu vodilica
Pomine letve (Slika 48.) podiu traku od rezne ploe i omoguuju njeno lakše pomicanje,
posebno kod tankih limova. Opruna potiskivala (Slika 49.) ugraena u jednu letvu potiskuju
reznu traku na drugu letvu što osigurava tonost voenja i lakše pomicanje uz veu toleranciju
širine trake. [12]
Krešimir Prli Diplomski rad
Veleuilište u Karlovcu – Strojarski odjel 35
Slika 49. pokazuje opruno potiskivalo trake koje se koristi kada je traka ua od razmaka
izmeu vodilica ili kada traku valja dodatno rubno centrirati.
Slika 49. Opruno potiskivalo trake
2.15.6. Vodea ploa
Vodea ploa slui za voenje igova i skidanje rezne trake u povratnom hodu (Slika 50.).
Iste je veliine kao i rezna ploa, a visina iznosi (0,8 – 1) od visine rezne ploe. Takoer, ima
iste prodore kao i matrica, ali bez rezne zranosti, obino klizni dosjed sa igovima H7/h6.
Izrauje se od ope konstrukcijskog elika 0461 ili 0561 i obavezno brusi gornja i donja
ploha zbog njihove paralelnosti. igove treba postaviti okomito i da se runo mogu pomicati.
Za okrugle igove velikih alata mogu se ugraditi kaljene vodee ahure. Kod alata za manje
koliine proizvoda koristi se tehnika zalijevanja igova pomou umjetnih smola (araldit).
Prethodno se izrade vei prodori u vodeoj i usadnoj ploi za 0,5 – 3 mm, izbruse igovi na
gotovu mjeru, a matrica klizno na mjeru iga (bez rezne zranosti). Tada se sloe matrica,
vodea i usadna ploa, uloe igovi tako da ulaze u matricu i zalije smolom. Nakon sušenja i
otvrdnjavanja smole odvoje se dijelovi, a prodori u matrici bruse na gotovu mjeru. Na slici
(Slika 51.) je prikazano zalijevanje pomou matrice s gotovom mjerom i s umetanjem
metalnih listia debljine jednake zranosti. [8]
Krešimir Prli Diplomski rad
Slika 50. Štanca s vodeom ploom[5]
Slika 51. Postupak zalijevanja igova[5]
Krešimir Prli Diplomski rad
2.15.7. Usadna ploa
Slui za uvršenje i nošenje igova. Ima iste prodore kao vodea ploa. Gornja i donja ploha
moraju biti paralelne, a prodori strogo okomiti s tolerancijom H7. Visina usadne ploe je (12
– 25) mm ili (0,6 – 0,8)H – visine matrice. Izrauje se od elika 0561. Za vee tonosti i
sloene oblike igova rade se vei prodori u ploi za zalijevanje igova. [8]
Slika 52. Presjek gornjeg dijela alata[5]
2.15.8. Meuploa
Ugrauje se zbog preuzimanja sile rezanja s glave iga i spreavanja veeg površinskog
pritiska na gornju plou (p>250 N/mm2 ) da se izbjeglo utiskivanje iga i njegov prazni hod
(sl.1.). Rade se debljine (2 – 8) mm od elika tvrdoe 50HRC (1220, 4230). [8,12]
2.15.9. Gornja ploa
Povezuje sve dijelove gornjeg sklopa štance i pomou upinjala privršuje u pritiskalo preše.
Rade se od ope konstrukcijskog elika (0361, 0461), a kod štanci veeg optereenja iz
poboljšanog elika (1530, 1730, 4730). Visina gornje ploe je (18 – 28) mm ili (0,8 –
1,2)H – visine matrice. Iste je veliine kao usadna ploa i redovito pravokutnog oblika. Kod
štanci s vodeim stupovima oblik se mijenja i dobiva otvore za stupove. esto se uzima
gotovo tipizirano kuište s vodeim stupovima i gornjom ploom. [8,12]
Krešimir Prli Diplomski rad
2.15.10. Stezna ploa
Na modernim prešama je omogueno stezanje alata pomou brzostezajuih elemenata. Ovi
elementi, obino hidrauliki, zahtijevaju posebnu steznu plou na alatu (Slika 53.). Postoje
dvije izvedbe: stezna ploa s rubovima koja se stee pomou steznih kutnika i stezna ploa s
utorima koja se stee steznim letvama. Prednost izvedbe s rubovima su manje preinake na
preši, a izvedbe s utorima što omoguuje stezanje unutar alata. [8]
Slika 53. Prikaz steznih ploa za velike alate[5]
2.15.11. Upinjalo[8]
Slui za spajanje gornjeg sklopa manjih i srednjih štanci na pritiskalo preše (Slika 54.).
Standardizirano je po obliku i veliini ovisno o sili rezanja (HRN K.H2.100; DIN 9859).
Ugrauje se u teište gornje ploe, odnosno u os rezultante svih sila rezanja. Gornji dio
upinjala za privršenje u pritiskalo moe biti s tokarenim konusom ili glodanim zarezom.
Konus je lakši za izradu, ali dopušta zakretanje upinjala. Donji dio upinjala za spajanje s
gornjom ploom alata moe biti: s navojem (mogue odvrtanje u radu), s prirubnicom i
vijcima te uprešanim vratom i vijencem (zatikom osigurati od zakretanja). Na Slika 54. d) je
izvedba upinjala sa igom iz jednog komada za jednostavne alate.
Za štance s vodeim stupovima koriste se gljivasta upinjala koja su slobodno ovješena u
prihvatnoj glavi na pritiskalu preše. Tako se ne prenose greške voenja preše na alat.
Krešimir Prli Diplomski rad
Slika 54. Izvedbe upinjala[5]
2.15.12. Rezni ig
ig zajedno s matricom ree materijal. Ugraen je u gornji sklop štance, u usadnu plou. Radi
se od istog materijala kao i matrica (4150, 4650 ili tvrdi metal), radne tvrdoe (56 – 64)
HRC. Nakon kaljenja gornji dio iga se popušta radi poveanja ilavosti. Duina iga je 60 –
70 mm. Krai igovi se provjeravaju na pritisak, a dui na izvijanje. [8]
2.15.12.1. Osnovna podjela igova prema poloaju reznog brida
Kao što je prikazano slikom igove prema poloaju reznog brida moemo podijeliti na igove
za odrezivanje, razdvajanje, izrezivanje i probijanje. [5]
Slika 55. Osnovne vrste igova[5]
Krešimir Prli Diplomski rad
2.15.12.2. Naini privršenja igova[5]
Privršenje iga ima zadau sprijeiti njegovo izvlaenje iz gornjeg sklopa alata u povratnom
hodu uslijed djelovanja sile skidanja ili povlaenja materijala (Slika 56.). Sila skidanja ovisi o
obliku reza, debljini i vrstoi materijala, obino je (15 – 25)% sile rezanja. Kod malih sila
skidanja dovoljno je raskivanje glave iga (Slika 56. a)). Mali igovi su izvedeni sa stoastom
ili valjkastom glavom (Slika 56. b)). Vei igovi privršuju se vijcima na usadnu ili gornju
plou (Slika 56. c)). Prolazni igovi bez glave privršuju se draima (Slika 56. d)). Zaliveni
igovi imaju utore za smolu (Slika 56. e)). Brzo izmjenjivi igovi za probijanje privršuju se
pomou kuglinog draa (Slika 56. f)).
Slika 56. Naini privršenja igova[5]
2.15.12.3. Izvedbe igova za probijanje
Glave igova su standardizirane prema obliku, veliini i nainu privršenja. Izrauju se
sabijanjem u toplom stanju ili tokarenjem. Glave okruglih igova s etvrtastim rezom imaju
ravnu plohu, paralelnu s jednim reznim bridom, kao osiguranje od okretanja. igovi po DIN
9844 imaju smanjenu površinu nalijeganja radi smanjenja savijanja uslijed odstupanja kod
krutih izvedbi. [8]
Slika 57. Izvedbe igova za probijanje[5]
Tanki igovi (d < 3 mm) se ojaavaju prihvatnim ahurama zbog smanjenja savijanja i
izvijanja (Slika 58.). Pomina ahura klizi izmeu usadne i vodee ploe (Slika 58. a)). igovi
promjera d < 2 mm voeni su ahurom po cijeloj duini osim reznog dijela (Slika 58. b)).
Tanki ig u gornjem dijelu moe se zamijeniti jaim zatinim umetkom (Slika 58. c)).
Slika 58. Prihvatne ahure za tanke igove[5]
Krešimir Prli Diplomski rad
2.15.12.4. Privršenje igova bez voenja
Kod malih štanci bez voenja, igovi se izrauju zajedno s upinjalom iz jednog komada ili se,
radi uštede na skupom alatnom eliku, ugrauju u prihvatnu plou i privršuju za upinjalo.
Slika 59. Naini privršenja igova bez voenja[5]
2.15.13. Kuište s vodilicama
Kuište s vodilicama se koristi za precizne i velike alate. Obavezno je za alate s kompletnim i
finim rezom. Kuište se sastoji od gornjeg i donjeg dijela s vodilicama, koje osiguravaju toan
meusobni poloaj. Rade se od sivog lijeva ili Al-legure (odljevci Slika 60) i elika (Slika
61.). Normirana ljevena kuišta izvode se s pravokutnom ili zaobljenom radnom plohom s 2
ili 4 vodilice. Vodilice se postavljaju po sredini, straga ili dijagonalno na radnu plohu.
Postavljene su tako da omogue maksimalno iskorištenje radne plohe u uzdunom i
poprenim smjeru. Kuište s pominom vodeom ploom je za štance s tankim igovima.
Kuište za kompletni rez je s nešto jaim gornjim dijelom. Univerzalna ili izmjenjiva kuišta
omoguuju izmjenu razliitih reznih umetaka igova i matrica (Slika 62.). [5]
Krešimir Prli Diplomski rad
Slika 60. Lijevano kuište sa vodilicama[5]
Slika 61. prikazuje elino kuište sa vodilicama.
Slika 61. elino kuište sa vodilicama
Krešimir Prli Diplomski rad
Slika 62. prikazuje izvedbu kuišta sa izmjenjivim reznim umecima.
Slika 62. Kuište s izmjenjivim reznim umecima
2.15.13.1. Voenje kuišta[5]
Voenje kuišta moe biti klizno ili valjno. Klizno voenje je prikladno za manji broj hodova
preše i vee bone sile. Nije osjetljivo na neistoe i poveava krutost alata. Za lijevana
kuišta dovoljno je izraditi vodei provrt s utorima za podmazivanje (Slika 63. a)). Naješe
se koriste eline vodee ahure platinirane broncom (Slika 63. b)). Za vei broj hodova preše
(>500 hod./ min) potrebno je osigurati centralno podmazivanje na preši. ahure se privršuju
uprešavanjem ili lijepljenjem. ahure s prirubnicom ili uleištenjem privršuju se vijcima
(Slika 63. c) i e)). ahure s vijencem privršuju se pomou draa (Slika 63. d)).
Krešimir Prli Diplomski rad
Slika 63. Elementi voenja[5]
Valjno voenje s kuglicama je prikladno za krae i bre hodove preše. Prednosti su: voenje
bez zranosti, manje zagrijavanje, lakše odravanje i lako pokretljive. Vano je napomenuti
da je hod kaveza s kuglicama upola manji od hoda alata. [5]
Vodilice se rade s tolerancijom promjera u vodeem dijelu h4 (h5, h6) i indukciono kale. Kod
simetrinih alata jedna vodilica se razlikuje u promjeru da se izbjegne greška pri montai.
Promjeri su standardizirani od 20 do 100 mm. Pri odabiru duljine kontrolirati visinu i hod
alata. [5]
Vodilice se mogu ugraditi i privrstiti na sljedee naine: [5]
a) Naješe se privršuju u donjem dijelu (Slika 64 a) jer nisu izloene ubrzanju u
radnom hodu.
b) Privršenje u gornjem dijelu je dobro jer se vodea ploa sa igovima i dalje vodi po
vodilicama kod odvojenih alata (Slika 64 b). Ove alate je teško izraditi s dobrom
tonošu.
c) Privršenje vodilica u vodeu plou poboljšava otpornost na bono optereenje i
olakšava montau alata. (Slika 64. c)).
Slika 64. Naini privršivanja vodilice[5]
Vrste vodilica i privršivanja:
a) Naješe uprešavanje kod lijevanog kuišta s dosjedom P6/h4 ili H6/p5 (Slika 65. a)).
b) Vodilice s vijencem privršuju se draima ili utornim maticama, posebno za elina
kuišta jer se lakše ugrauju i rastavljaju (Slika 65. b)).
c) Privršenje pomou leajne prirubnice koristi se za velike alate (Slika 65. c)).
Slika 65. Vrste vodilica i privršivanja[5]
Krešimir Prli Diplomski rad
2.15.14. Opruni elementi
Opruge u štanci slue za elastino spajanje pritiskala, izbacivala i pomone vodee ploe.
Jaina opruge pritiskala za skidanje materijala sa igova treba biti od 15 do 25% sile rezanja.
Progib opruge (radni hod) ovisi o debljini lima, visini reza (1/3 debljine lima) i dodatku za
brušenje iga. Progib kod opruga od elastomera smije biti max. 30% duine neoptereene
opruge.
Primjena opruge ovisi o potrebnoj sili, veliini progiba, prostoru ugradnje i broju hodova
(Tab.1). Ugradnja treba osigurati dobro voenje i dovoljnu silu prednapona opruge. Voenje
moe biti pomou svornjaka ili ahure. Podešavanje prednapona je pomou navoja u
produetku svornjaka. Pri lomu jedne opruge nuno je zbog sigurnosti u radu obnoviti
kompletan opruni slog. Pri ugradnji tanjurastih opruga paziti na isti naizmjenini raspored.
Jednostavno odreivanje oprune sile mogue je pomou dijagrama karakteristike opruge koji
se nalazi u katalozima proizvoaa (Slika 66.).
Tablica 3. Opruni elementi u štancama [5]
Krešimir Prli Diplomski rad
Slika 66. prikazuje karakteristiku opruge od poliuretana.
Slika 66. Karakteristika opruge od poliuretana[5]
2.15.15. Elementi za odreivanje duljine pomaka trake - koraka
Traka lima se pomie za jedan korak nakon svakog hoda preše. Duljina koraka mora biti
tona da bi rezanje uvijek bilo na istom razmaku. Elementi za odreivanje koraka su vrsti,
pomini i podesivi graninici, podešavala poloaja trake (centrireri), boni noevi ili ureaji
za odreivanje koraka. Odabir elementa i naina odreivanja koraka ovisi o vrsti alata i
tonosti proizvoda. esto se koristi više elemenata. [8,12]
2.15.15.1. vrsti i podesivi graninici[8,12]
Naješe se koriste na alatima za odrezivanje proizvoda razliitih duina i razliitog su oblika.
Ovo je jedan od najjednostavnijih vrsta graninika. Slika 67. prikazuje izvedbu vrstog
graninika.
Krešimir Prli Diplomski rad
2.15.15.2. Granini zatici[8]
Koriste se za alate s voenjem igova ili bez njega te za kompletni rez. Jednostavni su za
izradu i ugradnju. Uprešavaju se u matricu s dosjedom H7/r6, a glava za granienje je s
kukom ili je gljivastog oblika. Nakon podizanja iga, traka se runo podie i gurne preko
graninika za sljedei korak (Slika 68.). Vade se prije brušenja rezne ploe.
Slika 68. Odreivanje koraka graninim zatikom[5]
2.15.15.3. Pomini graninici
Posluivanje je bez podizanja trake. Obino se ugrauje u vodeu plou i pod pritiskom
opruge oslanja na matricu. Guranjem trake u radnom smjeru potiskuje se kosina na graniniku
koji se podie i propušta traku. [8]
2.15.15.4. Podešavalo poloaja trake (centrirer) [12]
Slui za tono podešavanje poloaja trake i ispravljanje grešaka koje nastaju uslijed zranosti
na vodeim letvama ili lošeg oslanjanja na vrsti graninik (Slika 69). Posebno je znaajno za
slijedni rez jer omoguuje toan meusobni poloaj vanjskog i unutarnjeg oblika proizvoda.
Ugrauje se u ig za izrezivanje, dui je od njega, završava s konusom α=300 , ulazi u
prethodno probijeni provrt i namješta traku u toan poloaj. Duina produljenog valjkastog
dijela iznosi (80-90)% debljine lima. Kod manjih proizvoda ili s kompliciranim unutarnjim
oblikom ugrauje se ig pomonog provrta u koji, nakon pomaka trake, ulazi podešavalo.
Krešimir Prli Diplomski rad
Veleuilište u Karlovcu – Strojarski odjel 50
Sistem je dosta pouzdan no zahtjeva dodatnu predoperaciju bušenja provrta za centrirer.
Slika 69. Podešavalo – centrirer[5]
2.15.15.5. Graninik poetnog poloaja trake
Slui za odreivanje poloaja prvog reza zbog smanjenja poetnog otpada. Runo se dri
graninik i nakon prvog reza otpusti. Lisnata opruga vraa graninik i oslobaa prolaz za
daljnje rezanje. [5]
Omoguuje najtonije odreivanje pomaka trake, posebno kod tankih limova. Postie se vea
produktivnost jer nema podizanja trake. Izvedba je skuplja zbog izrade noa i reznog prodora.
Boni no odrezuje traku lima sa strane pri svakom hodu preše. Duljina izrezanog dijela
Krešimir Prli Diplomski rad
Veleuilište u Karlovcu – Strojarski odjel 51
jednaka je duljini bonog noa i ujedno duljini pomaka trake (p=t). Obino se ugrauje samo
jedan no s potiskivalom na suprotnoj strani trake. Pri poveanim zahtjevima tonosti i širim
trakama (>200 mm) ugrauju se dva noa, jedan nasuprot drugog ili na suprotnim stranama,
ali pomaknuta za nekoliko koraka (slijedni rez, Slika 73.). Debljina noa je 6 do 12 mm, a
širina odrezane trake c = 2 - 4 mm ovisno o duljini koraka i debljini lima. Mogu biti ravni koji
ostavljaju srh ili s izdancima koji ostavljaju ureze na traci (Slika 71.). Iza noa je kaljeni
umetak kao graninik trake (Slika 72.).
Slika 71. Boni ili stranini no[5]
Slika 72. prikazuje izvedbu reznog noa u paru sa kaljenim graninikom.
Slika 72. Kaljeni graninik[5]
Krešimir Prli Diplomski rad
Slika 73. prikazuje pozicioniranje graninih noeva i graninika. Ne moraju uvijek biti na
istoj osi.
2.15.15.7. Strugalo i izbacivalo
Zbog elastinog povrata materijala nakon rezanja, rezna traka i izrezak ostaju vrsto spojeni s
dijelovima štance. Potrebno je predvidjeti elemente za njihovo skidanje. Strugalo kod
probijanja skida proizvod sa iga, a otpad kod izrezivanja. Izbacivalo kod probijanja izbacuje
otpad iz matrice, a proizvod kod izrezivanja, kako je i prikazano na donjim slikama.
Slika 74. vrsto strugalo[5]
Krešimir Prli Diplomski rad
Slika 75. prikazuje opruno strugalo. Opruga omoguuje pomicanje vodee ploe prema gore
i skidanje trake ili izratka.
Slika 75. Opruno strugalo[12]
Slika 76. prikazuje horizontalno izbacivalo. Za razliku od strugala proizvod ili otpadak ne
izlaze iz naprave po vertikalnoj osi ve ih izbacivalo pomou lisnate opruge izbaci u
horizontalnoj osi.
Krešimir Prli Diplomski rad
3. POSTAVKA ZADATKA
Zadatak, postavljen u sklopu ovog završnog rada, jest dobiti izraevinu napravljenu prema
zahtjevima klijenta. Gotov proizvod valja dobiti korištenjem naprave za rezanje lima koja je
teorijski opisana u 2. poglavlju, a iju konstrukciju valja razraditi. Naglasak je stavljen na
dizajn naprave za rezanje sa cijelom popratnom tehnikom dokumentacijom. Konstrukcija
reznih dijelova alata kao i sama izvedba alata e biti krucijalna elimo li dobiti proizvod kako
je zadan tehnikim nacrtom na optimalan i prihvatljiv nain. Takoer, osim samog dizajna cilj
je otii i korak dalje te nakon postavljanja principijelnog naela, izvršenih prorauna,
modeliranja i izrade tehnike dokumentacije dati izraditi napravu te napraviti testiranje nakon
ega se mogu donositi konkretni zakljuci o cijelom procesu koji je krenuo od ideje, odnosno
od same potranje na trištu do gotovog proizvoda u smislu naprave i izratka.
Uz naputke mentora, za samu izradu do sada su pripremljeni potrebni raunalni programi,
literatura, strojna oprema te mjerni alati koji se koriste u ovome stadiju. Takoer je posjeena
kompanija Tehnoplast profili d.o.o. gdje e se obavljati strojna obrada i proba alata.
Krešimir Prli Diplomski rad
4. RAZRADA PROBLEMA I KONSTRUKCIJA
Cijeli proces konstruiranja alata, koji je razraen u diplomskom radu, obavlja se u cilju
dobivanja gotovog proizvoda na brz i jednostavan nain sa što manje operacija. Stoga cijeli
proces konstruiranja kree od toga da znamo emu naprava za rezanje slui, odnosno što nam
je izradak. U ovom sluaju radi se o ploici za brojilo optikog itaa kojeg proizvodi RIZ
d.d.. Ploice se koriste na više vrsta brojila i potrebna godišnja koliina je oko 100,000
komada.
4.1. Brojila
Brojilo elektrine energije ili elektrino brojilo je ureaj kojim se mjeri i registrira elektrina
energija isporuena potrošau u elektroenergetskom sustavu. Za kuanstva se mjeri i
obraunava samo djelatna energija, a mjerna jedinica je kilovatsat (kWh). Ovisno o vrsti
elektrinog prikljuka brojila mogu biti jednofazna ili trofazna. Dvotarifna i više tarifna
brojila mogu odvojeno registrirati potrošnju u razdobljima utvrenih tarifnim sustavom.
Program brojila unutar kompanije RIZ.d.d je osnovan 1995. kad je tvrtka uvidjela da postoji
interes za kvalitetnim rješenjima u podruju mjerenja elektrine energije.
Danas su RIZ Odašiljai - Program brojila, vodei proizvoa naprednih brojila na podruju
jugo istone Europe. Program zadovoljava najvanije meunarodno priznate norme vezane za
kontrolu kvalitete razvojno-proizvodnog procesa (ISO9001:2008), a sva su brojila
proizvedena u skladu s aktualnim tehnološkim smjernicama (MID, DLMS) relevantnih
meunarodnih mjeriteljskih udruenja.
Osim samih brojila, tvrtka nudi i kompletne sustave za automatizirano (daljinsko) oitavanje i
parametriranje brojila, kojima je mogue inteligentno upravljati potrošnjom elektrine
energije. Mogue aplikacije: daljinsko ili lokalno iskljuivanje/ukljuivanje trošila ovisno o
utrošku energije, upravljanje rasvjetom, stvaranje profila potrošaa na osnovi praenja
dnevnog optereenja.
4.2. Primjer brojila
4.2.1. Riz MBUS4 M-BUS Slave[13]
RIZ MBUS4 je M-BUS slave koji se koristi u standardiziranom M-BUS sustavu.
Ovaj modul je broja impulsa za 4 vodomjera i konverter za M-Bus sustav. Koristi se u
sustavima daljinskog oitavanja vodomjera kao krajnji element na koji se spaja vodomjer.
M-Bus moduli ugrauju se uz impulsna brojila (vodomjerne ormarie ili sl.) i povezani su
preko M-Bus dvoilne linije s glavnim upravljakim ormariem u kojem se smješta glavna
upravljaka jedinica i modem s pretvaraem signala. Duljina kabelske veze ovisi o vrsti
kabela i broju mjerila prikljuenih na M-Bus mreu. Svako mjerilo ima svoju adresu
(programira se prije ugradnje) koja se dodjeljuje mjerilu i na taj nain prepoznaje se svaki
potroša, odnosno njegova potrošnja. Podatak o potrošnji mjerila (npr. vodomjera) dobiva se
preko GSM linije sa software-om za oitavanje.
Glavne znaajke brojila: [13]
4 kanalni broja impulsa
Podaci o potrošnji vode
Izvrsno rješenje za zgrade
MBUS interoperabilnost
Napajanje preko M-bus sabirnice
Slika 77. Riz M-bus 4 modul[13]
Krešimir Prli Diplomski rad
4.3. Ploica za broja impulsa
Na prethodnoj slici je dan je primjer ureaja (brojila) na kojem se koristi ploica, odnosno
izradak koji valja dobiti štancanjem. Stoga, kao što je ve prethodno navedeno, sve operacije
konstruiranja alata koje slijede su u cilju dobivanja upravo takvog izratka.
Slika 78. prikazuje ploicu brojila kao 3D model.
Slika 78. Izraevina -Ploica brojila
Krešimir Prli Diplomski rad
Slika 79. Radioniki crte ploice sa potrebnim mjerama
Krešimir Prli Diplomski rad
Valja napomenuti kako je ovakva ploica prije dobivana slinim, jednostavnijim nainom
štancanja koje je zahtijevalo dodatne procese obrade. Tako je donji zub dobiven tokarenjem
što je uvelike vremenski produavalo i poskupljivalo proces. Kako na model, tako e se i na
igove, to jest matrice dodati zaobljenja od 0.25 mm i faze za hladno uprešavanje u svrhu
obavljanja više koraka odjednom ime e se skratiti vrijeme i cijena izrade.
Slika 80. prikazuje detalje radijusa na ploici brojila.
Slika 80. Detalj ploice
Krešimir Prli Diplomski rad
4.4. Proraun kombiniranog alata za izradu ploice brojila
Prilikom konstruiranja naprave drat emo se svih uvrijeenih konstrukcijskih pravila vezane
za pomone elemente naprave. Kao npr. veliina i debljina vodee ploe, udaljenost steznih
elemenata od ruba naprave, udaljenost izmeu igova i slino. U ovom poglavlju opisuju se
detaljnije osnove prorauna kombiniranog alata i to za pojmove kao što su: mjere matrica i
iga, sila rezanja, rezna zranost, iskorištenost materijala i slino.
4.4.1. Rezna zranost
Rezna zranost je razmak izmeu reznih bridova iga i matrice, a mjeri se u ravnini okomitoj
na ravninu rezanja.
(1)
(2)
Veliina zranosti utjee na kvalitetu reza, silu rezanja i trošenje reznih bridova iga i matrice.
Prvenstveno ovisi o debljini i vrstoi materijala, a zatim o izvedbi štance i kvaliteti rezne
površine. Mora se tono odrediti i voenjem igova jednako rasporediti po cijeloj reznoj liniji.
Pod vijekom trajanja reznih bridova iga i matrice podrazumijeva se broj proizvoda izmeu
dva oštrenja štance. U strunoj literaturi postoje tabele i formule za odreivanje veliine rezne
zranosti. esto puta se uzimaju kao orijentacione, a zatim se probom provjeravaju i po
potrebi korigiraju.
Veleuilište u Karlovcu – Strojarski odjel 63
Slika 81. prikazuje unutarnje i vanjske površine iga i materijala odnosno izratka.
Slika 81. Unutarnje i vanjske rezne površine[5]
a) Izraunavanje prema Oehler-Keiseru:
(3)
(4)
– koeficjent kvalitete obrade (0,005 za glatke i 0,035 za hrapave
rezove)
S obzirom da je lim korišteni lim debljine 1 mm slijedi:
(5)
Veleuilište u Karlovcu – Strojarski odjel 64
b) Na temelju iskustva uzima se (2–5) % debljine lima s. Donja vrijednost je za tanje, a
gornja za deblje limove.
Dva posto vrijednosti od debljine lima daje nam zranost od 0.02 mm.
c) ) Tablini pregled zranosti:
Prema Tablici 4. rezna zranost bi iznosila 0,03 – 0,04 mm.
d) Tablini pregled ukupne zranosti [8]:
Tablica 5. Tablica ukupne rezne zranosti 2z[8]
Prema Tablici 5. rezna zranost bi iznosila 0,05 mm.
Kako je planirano konstruirati alat sa visokom preciznošu i tolerancijama odabire se što
manja rezna zranost, z = 0,02 mm. To e takoer poboljšati kvalitetu obrade i smanjiti silu
rezanja.
4.4.2. Utjecaj zranosti na kvalitetu reza i poloaj srha[8,12]
Pravilna zranost daje širi glatki pojas i konusni hrapavi završetak na proizvodu. Premala
zranost daje 2 ua glatka pojasa s gornje i donje strane i hrapavu sredinu, a prevelika suava
glatki i proširuje hrapavi konusni pojas. Bez obzira na veliinu zranosti, rezni srh se uvijek
pojavljuje na proizvodu: visina srha se poveava s debljinom, a smanjuje sa vrstoom
materijala. Osim navedenog, veliina srha ovisi i o tonosti obrade (rezna zranost, tonost
preše i alata), a njegov poloaj o postupku rezanja. Za skidanje srha moe se primijeniti
naknadno pjeskarenje u bubnjevima[10].
Slika 82. prikazuje poloaj srha ovisno o postupku rezanja.
Slika 82. Poloaj srha ovisno o postupku rezanja[5]
4.4.3. Mjere iga i matrice[8]
Mjere iga i matrice vezane su za mjere proizvoda. Razlika izmeu iga i matrice je ukupna
rezna zranost 2z. Ovisno o postupku rezanja vrijedi sljedee pravilo:
Kod probijanja mjera iga odreuje mjeru provrta na proizvodu, a mjera matrice je vea za
ukupnu zranost z2[8,12].
Mjera matrice:
Slika 83. prikazuje mjeru iga i matrice kod postupka probijanja.
Slika 83. Probijanje[5]
Kod izrezivanja mjera matrice odreuje vanjsku mjeru proizvoda, a mjera iga je manja za
ukupnu zranost 2z [5].
Veleuilište u Karlovcu – Strojarski odjel 67
Slika 84. prikazuje mjeru iga i matrice kod postupka izrezivanja sa pripadajuim oznakama
iz formule (8).
Slika 84. Izrezivanje[5]
Zbog trošenja u radu, smanjuje se mjera iga, a povea mjera matrice. Da bi se produio
njihov radni vijek, odnosno da bi stvarna mjera proizvoda ostala što due unutar tolerantnog
podruja preporuuje se sljedee[5]:
Kod probijanja za mjeru iga uzima se gornja granina mjera provrta na proizvodu, umanjena
za 0,2T.
(10)
(11)
Kod izrezivanja za mjeru matrice uzima se donja granina vrijednost vanjske mjere na
proizvodu, uveana za 0,2T.
(12)
(13)
Za deblje limove treba uzeti u obzir elastini povrat materijala oko 0,02s (s-deb.lima) ili 0,5z
(rez. zranost).
Tolerancija izrade iga i matrice: Štancanjem se dobiju proizvodi kvalitete tonosti mjera IT9,
IT10 i IT11[10]. Kvaliteta tonosti iga i matrice treba biti stroa za 3 ili 4 klase. Uobiajeno
je sljedee:
Tablica 6. Tablini prikaz kvalitete izrade matrice i iga naspram proizvoda[8]
4.4.4. Sila rezanja
Izraunavanje potrebne sile za rezanje proizvoda je nuno da bi se utvrdila minimalna veliina
preše. Veliina sile rezanja ovisi o veliini rezne površine A (mm 2 ) i maksimalnoj sminoj
vrstoi materijala (N/mm 2 ). Poveava se s nepravilnom reznom zranošu i zatupljenim
reznim bridovima iga i matrice[8].
Teorijska sila rezanja[8]:
I (mm) – duina reza
s (mm) – debljina lima
F (N) – sila rezanja
d (mm) – promjer provrta
Krešimir Prli Diplomski rad
Za maksimalnu sminu vrstou moe se uzeti:
(17)
(18)
Stvarna sila rezanja za izbor preše uveana je za oko 20% zbog trenja izmeu iga i matrice,
zatupljenja reznih bridova tolerancije debljine limova[8].
Sila rezanja igova za probijanje Ø16,5 mm:
(19)
(20)
Sila rezanja noeva za probijanje utora za voenje trake:
Umjesto krunog presjeka noevi su pravokutnog oblika te se za I (duinu reza) koristiti
formula za opseg pravokutnika.
(21)
Svaki od navedenih igova je u paru, stoga sve sile valja zbrojiti i pomnoiti sa 2 da se dobije
ukupna potrebna sila rezanja.
U drugom koraku operacije štancanja primjenjujemo oblikovanje deformiranjem gdje se
utiskuje lim za 0,6 mm. Tu funkciju obavlja drugi set igova promjera Ø32,8.
Silu deformiranja moemo raunati prema formuli:
(23)
Fdef (N) – sila deformiranja
d (mm) – promjer iga
sd (mm) – dubina utiskivanja
(N/mm 2 ) – granica razvlaenja, za naš lim negdje oko 190-200 N/mm
2
(24)
Takoer kao i ostalim koracima igovi drugog stupnja za deformiranje dolaze u paru tako da
silu deformiranja valja uveati dva puta.
Stoga ukupna potrebna sila štancanja iznosi:
(25)
Prešu kojom raspolaemo je 100 tonska tako da ne bi trebalo biti