34
DEO: TEHNOLOGIJA PLASTIČNOG DEFORMISANJA TEHNOLOGIJA MAŠINOGRADNJE Doc. dr Mladomir Milutinović

Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

  • Upload
    others

  • View
    25

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

DEO: TEHNOLOGIJA PLASTIČNOG DEFORMISANJA

TEHNOLOGIJA MAŠINOGRADNJE

Doc. dr Mladomir Milutinović

Page 2: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

SAVIJANJE

§ Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako u uslovima serijske i masovne, tako i u uslovima pojedinačne proizvodnje

§ Ovom metodom obrađuje se lim, žica, profili, cevi itd…§ Dimenzije radnog komada kod savijanja kreću se od reda veličine nekoliko milimetara

do nekoliko metara§ Savijanje se često izvodi u kombinaciji sa drugim obradama plastičnog deformisanja

kao što su razdvajanje, probijanje i dr.§ U najvećem broju slučajeva savijanja zona plastičnog deformisanja skoncentrisana je

na jednu usku oblast zapremine (lokalno deformisanje), mada kod npr. kružnog savijanja cela zapremina pripremka učestvuje u plastičnom deformisanju

Osnovne metode oblikovanja savijanjem:Ø savijanje na univerzalnim mašinama pomoću

specijalnog alataØ profilno savijanje na specijalnim mašinama –

abkant presiØ profilno savijanje pomoću valjakaØ kružno savijanje limaØ kružno savijanje profilaØ savijanje uskih traka i žice

Page 3: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

Vrste savijanja prema konstrukciji alata Slobodno savijanje

Savijanje u kalupu

Page 4: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

Granične vrednosti radijusa savijanja

• Pri savijanju postoje određena ograničenja u pogledu veličine radijusa savijanja.

• Suviše male vrednosti radijusa savijanja izazivaju vrlo intenzivnu deformaciju i

mogu biti uzrok pojave razaranja materijala.

• Kod prevelikih vrednosti radijusa savijanja, može se desiti da ne nastane

plastična deformacija tj. da deformacija ostane u domenu elastične oblasti.

• Optimalna vrednost radijusa savijanja treba da se nalazi između graničnih

vrednosti

min maxr r r< <

Page 5: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

Minimalna vrednost radijusa savijanja pri kojoj neće biti razaranja određuje se s obzirom na stepen deformacije koji odgovara tački M u dijagramu zatezanja i koja iznosi:

Granične vrednosti radijusa savijanja

minm

s 1r 12

= −

ε

minr c s= ⋅ - za praktičnu upotrebu

Maksimalna vrednost radijusa savijanja određuje se s obzirom nadeformaciju na granici razvlačenja

maxv v v

s 1 s E s Er 1 12 2 R 2 R

= − = − ≅ ⋅

ε

vv

RE

ε =

Page 6: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

Deformacije pri savijanju

n n

l z d zl d

∆ ⋅ αε = = =

ρ ⋅ α ρ

nr

n

r0

− ρε = <

ρn

Rn

R0

− ρε = >

ρ

n

R

n

dz Rd ln z lnz ρϕ = ⇒ ϕ = =

ρ

n R rρ = ⋅

1 Rln2 r

ϕ =

Page 7: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

Deformacije pri savijanju mogu bitiØ elastične

Ø elastično-plastične:

Ø plastične:r v m5 200 i R K R≤ ρ ≤ < <

r m5 i K R< ρ >

nr s

ρρ =

2

s vb sM R

4⋅

=

2

sb sM K

4⋅

= β

Deformacije pri savijanju

Page 8: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

Elastično ispravljanje� Elastične deformacije postoje u svim procesima obrade deformisanjem� Njihov značaj za tačnost izrađenog komada veći je ako je ukupna deformacija

relativno mala, kao što je slučaj pri oblikovanju savijanjem.� Obrada lima savijanjem ima značajne specifičnosti u odnosu na ostale

tehnološke metode plastičnog deformisanja metala koje proističu, pre svega, iz činjenice da se kod ove obrade, za razliku od npr. zapreminske obrade deformisanjem, ne mogu zanemariti elastične deformacije radnog dela nakon savijanja

� Prilikom koncipiranja, konstrukcije i izrade alata za savijanje neophodno je voditi računa o prirodi i intenzitetu tih povratnih deformacija

Page 9: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

Elastično ispravljanje

1

2

u2

1 u

r 0.5sK

r 0.5sα+α

= =α +

21

2

uu

u m

rr r R

1s E

=⋅

+⋅

Promena ugla kraka obratka usled elastičnog ispravljanja definiše se faktorom elastičnog ispravljanja (Kα)

α2 – ugao na obratku posle elastičnog ispravljanja

α1 – ugao alataru1 – radijus alataru2 – radijus obratka posle elastičnog

ispravljanjaRm – zatezna čvrstoća [N/mm2]E – modul elastičnosti [N/mm2]

2 1 Kαα α= ⋅

21 Kα

αα =

Page 10: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

Razvijena dužina obratka

ii d iL l ρ α= +∑ ∑

d r sρ = + ξ ⋅

� Razvijena dužina obratka je dužina neutralne linije deformacije (ρd), tj. linije čija se dužina tokom savijanja ne menja.

� Dužina pripremka identična je razvijenoj dužini obratka� Razvijena dužina obratka dobija se sumiranjem dužina pravolinijskih elemenata

obratka i dužina krivolinijskih elemenata računatih prema neutralnom radijusu deformacije:

Page 11: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

Razvijena dužina L = 174,2 mm

Razvijena dužina obratka

ii d iL l ρ α= +∑ ∑

Page 12: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

Savijanje na univerzalnim mašinama pomoćuspecijalnog alata

Ø Specijalni alati za savijanje omogućavaju izradu samo obratka određene geometrije koja je, po pravilu, negativ radnih elemenata alata za savijanje (žiga i matrice)

Ø Oni mogu biti postavljeni na univerzalne mašine koje su najčešče jednostrukog dejstva

Page 13: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

Specijalni alat za savijanje └┘ -profila pod uglom većim od 90°

a) početak procesa b) završetak procesa

Specijalni alat za savijanje U - profila sa kompenzacijom elastičnog vraćanja

Specijalni alat sa tri žiga za savijanjea – gotov deo, b – vertikalni žig, c – horizontalni žigovi, d – izbacivač

centralni žig (2), dva bočna žiga (3), matrica (1) graničnik (4).

Page 14: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

Deformaciona sila pri savijanju specijalnim alatima

aFF

2cos=

ϕ

s aFM F x x

2cos= ⋅ = ⋅

ϕ

( ) ( )2

s s2 M cos 2MF 1 sin

1 sinl lϕ

= = + ϕ− ϕ

2K b sFl

β ⋅=

u r r rF 1.3 F F 1.3 F p A= ⋅ + = ⋅ + ⋅

( ) ( )ž m

1 sin 1 sinx r r scos cos

l− ϕ − ϕ

= + + = ⋅ϕ ϕ

Sila čistog savijanja

2

sb sM K

4⋅

= β

( ) smax 2

MF

lπϕ = =

Ukupna sila savijanja

Savijanje U i L profila

Page 15: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

a 2F F cos ϕ=

2s 2

m 2

4 M cosF

l 2 l sin

ϕ

ϕ

⋅=

− ⋅ ⋅

s 2

ž

2M ctgF

r 0,5s

ϕ⋅=

+

a 2F F 2 cos ϕ=

ml2 2

2

l sinx

cos

ϕ

ϕ

−=s aM F x= ⋅

n 2x sin ϕ= ρ ⋅s aM F x= ⋅

Savijanje V profilaSlobodno savijanje V-profila

Savijanje V-profila u kalupu

u r r rF 1.3 F F 1.3 F p A= ⋅ + = ⋅ + ⋅

Ukupna sila savijanja

Page 16: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

Profilno savijanje na specijalnim mašinama – abkant presi

Pojedinačna izrada profila velike dužine (do 6 m i više) izvodi se na specijalnim mašinama za profilno savijanje koje su poznate pod nazivom prese za profilno savijanje ili apkant prese

Page 17: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

Profilno savijanje na specijalnim mašinama – abkant presi

Page 18: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

Profilno savijanje pomoću valjakaØ Izrada profila i talasastih limova postupkom savijanja pomoću valjaka je visokoproduktivna

metoda koja se primenjuje u masovnoj proizvodnjiØ Proizvodnja se izvodi na mašinama za profilisanje pomoću valjaka hladnom deformacijomØ To je postupak višefaznog kontinualnog oblikovanja profila različitog oblika i dimenzija od

različitih materijala (čelični lim, lim od obojenih metala i njihovih legura, pocinkovani lim, obojeni lim, lim presvučen plastičnim prevlakama, perforirani lim itd.)

Ø Postupak profilisanja pomoću valjaka je veoma produktivan sa brzinom kretanja obratka i do 180 m/min

Ø Tehnološki postupak profilisanja lima pomoću valjaka može se kombinovati sa drugimpostupcima u istoj proizvodnoj uniji, kao što je na primer, perforiranje lima, uzduznozavarivanje, lemljenje, prevlačenje, odsecanje i dr.

Ø Osnovna karakteristika profilisanja pomoću valjaka je postupnost formiranja zadatog oblika(višefazno oblikovanje) koje se postiže prolaskom obratka kroz veći broj jedinica zasavijanje

Page 19: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

Profilno savijanje pomoću valjaka

Page 20: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

Profilno savijanje pomoću valjakaØ Karakteristike ovako dobijenih profila i procesa profilisanja su:

• Širok asortiman poprečnih preseka profila sa maksimalnom nosivošču i racionalnimiskorišćenjem materijala.

• Mogućnošt stvaranja lakih konstrukcija. • Debljina lima je prilično ujednačena po poprečnom preseku obratka. • Dodatna obrada hladnooblikovanog profila je minimalna i stepen iskorišćenja materijala

se kreće do 99,9%. • Hladno oblikovani profili su ojačani. • Tačnost dimenzija popčrenog preseka profila je viša u odnosu na profile dobijene drugim

postupcima.

Page 21: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

Ø Oblik poprečnog preseka profila koji se izrađuje savijanjem pomoću valjka može biti veoma različit

Ø U principu treba razlikovati dve osnovne grupe ovih elemenata: a) pojedinačne profile čija je širina znatno manja u odnosu na dužinu profila i b) profilisane (talasaste) limove veće širine

Ø Pojedinačni profili mogu biti: otvoreni i zatvoreni, ravnokraki i raznokraki, kutijasti, koritasti, ugaoni itd.

Ø Talasasti limovi se izrađuju sa naizmeničnim i pojedinačnim talasima, a osim toga oni mogu imati uzdužna i poprečna ojačanja (orebrenja).

Profilno savijanje pomoću valjaka

Page 22: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

Profilno savijanje pomoću valjakaIzbor polufabrikata za izradu profila ØPripremak za izradu profila je lim odgovarajuće širine i debljine koji može biti u obliku traka ili tabli određene dužine ili namotan u bunt kada je upitanju kontinualni proces profilisanja. ØKvalitet pripremka u pogledu njegovih dimenzija, pre svega debijine i širine a takođe i u pogledu mehaničkih i plastičnih svojstava, bitno utiče na stabilnost procesa profilisanja i kvalitet profila. ØDebljina materijala određuje zazor valjaka i mora se nalaziti u granicama definisanim standardom. ØŠirina pripremka utiče na konačne dimenzije profila te se i ona mora održavati u određenim granicamaØProfilisanje nerđajućih čelika i drugih legiranih čelika izvodi se nižim vrednostima režima obrade, pre svega sa smanjenom brzinom u odnosu na niskougljenične čelike

Page 23: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

Ø Konstrukciono oblikovanje valjka vrši se na osnovu oblika obratka po fazama profilisanja.

Ø Geometrija obratka u posmatranoj fazi obrade u najvećoj meri definiše geometriju valjaka za tu fazu.

Ø Valjci za prvu fazu obrade moraju biti konstrukciono oblikovani tako da obezbeđuju sigurno uvođenje trake što se postiže predviđanjem bočnih elemenata na valjku

Dizajn valjaka za profilno savijanje pomoću Copra R DataM softvera

Profilno savijanje pomoću valjaka

Page 24: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

Profilno savijanje pomoću valjaka

1. Dvostruki odmotač lima2. Mašina za ispravljanje lima sa valjcima3. Akumulaciona petlja4. Presa za probijanje i prosecanje5. Akumulaciona petlja

6. Uređaj za uvođenje lima7. Mašina za profilisanje8. Uređaj za ispravljanje profila9. Leteće makaze za odsecanje profila na zadatu dužinu10. Sto za paletiranje gotovih profila.

Page 25: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

Kružno savijanje lima§ Kružno savijanje na mašinama sa tri ili četiri valjka

omogućuje oblikovanje cilindričnih delova većeg prečnika, na primer, plašt rezervoara i slično

§ U ovoj vrsti savijanja deformacija ima zapreminski karakter

§ Dužina obratka limitirana je dužinom valjaka, a na istoj mašini mogu se oblikovati i konusni obradci

§ Debljina lima može dostizati i nekoliko desetina milimetara

§ Pripremno savijanje krajeva lima izvodi se takođe pomoću valjaka

8-in.(203mm) - thick plate cold

Page 26: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

Kružno savijanje lima

Page 27: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

( )s

d s2

MF

R sin=

+ α ( )s

g s2

MF

R tg=

+ α

v

d

lsin

Ds2 R2 2

α = + +

2v

sR b s

M4⋅ ⋅

=

( )v gl 1,1 1,3 D= ÷

( )d gD 0,8 0,9 D= ÷

Kružno savijanje lima§ Kružno savijeni lim ima određeni prečnik neutralne linije kada se nalazi u

zahvatu sa valjcima (ρ1)§ Nakon rasterećenja tj. vađenja iz mašine, zbog elastičnih deformacija taj

poluprečnik se poveća na (ρ2)

Page 28: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

Kružno savijanje profila i cevi

Page 29: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

Kružno savijanje profila i cevi

Page 30: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

� Poseban postupak savijanja predstavlja savijanje cevi.� Ovim postupkom od ravne (pravolinijske) cevi moguće je, primenom

specijalnih alata, dobiti cev savijenu na određeni radijus

Alati za savijanje cevi

Page 31: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

Alati za savijanje cevi

Page 32: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

Hidro deformisanje cevi

Page 33: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

Specijalni alati na automatima za izradu sitnih delova od žice i trake

� Sitni delovi od žice i uske trake izrađuju se na specijalnim automatskim mašinama koje imaju više radnih pozicija

� Postupak oblikovanja je višefazni, radni komad se dobija uzastopnim delovanjem alata koji su postavljeni radijalno u odnosu na materijal, a proizvodnost ovih mašina je i do 300 kom/min

Page 34: Ma inogradnja predavanje 5-6 Savijanje masinogradnje/Savijanje.pdf · SAVIJANJE § Savijanje je tehnološka metoda plastičnog deformisanja koja nalazi široku primenu u praksi, kako

Faze oblikovanja:a) uvlačenje i pridržavanje trakeb) odsecanje i savijanjec) savijanje ivicad) savijanje suprotne strane komadae) završno savijanje

Specijalni alati na automatima za izradu sitnih delova od žice i trake