-
1
1. SADRAJ
1. SADRAJ
..........................................................................................................................1
2. Zadatak
............................................................................................................................2
3. DUBOKO IZVLAENJE
......................................................................................................3
4. TEHNOLOKI PROCES IZRADE
.........................................................................................4
5. BROJ POTREBNIH OPERACIJA ZA OBLIKOVANJE PROIZVODA
.........................................5
6. DIMENZIJE IZRATKA PO POJEDINIM FAZAMA
.................................................................6
7. ANALIZA NAPONSKOG STANJA
.......................................................................................7
8. DIMENZIJONISANJE I TOLERISANJE RADNIH ELEMENATA ZA SVAKU
OPERACIJU
IZVLAENJA
..................................................................................................................11
9. TEHNIKA DOKUMENTACIJA IZVRNIH ELEMENATA DEFORMACIONOG ALATA
..........13
-
2
2. Zadatak :
Na osnovu zadatog konstrukcionog crtea gotovog dijela potrebno
je projektovati tehnoloki
postupak dubokog izvlaenja i konstruisati alat za prvu operaciju
operaciju izvlaenja.
Proraun treba da obuhvata : - Dati teorisku analizu procesa
dubokog izvlaenja(sa i bez redukcije lima); - Oderediti dimenzije
poetnog komada pomou Guldinovog previla i adekvatnog empiriskog
obrzca; - Odriditi broj potrebnih operacija za oblikovanje
proizvoda; - Dimenzijonisati izradak po pojedinim fazama (prenici,
radiusi, visine); - Izraunati napone izvlaenja deformacionu silu i
deformacioni rad za sve operacije
izvlaenja; - Izvriti pravilno dimenzijonisanje i tolerisanje
radnih elemenata alata za svakuoperaciju
izvlaenja (izvlaka, matrica, dra lima, itd.); - Napraviti
tehniku dokumentaciju izvrnih elemenata deformacijonog alata
(izvlaka,
matrica, dra lima, itd.), po mogunosti konstruisati alata za
prvu operaciju oblikovanja (+3D model);
- Sve crtee uskladiti prema odgovarajuem standardu
(DIN,ISO).
Zadani su slijedei podaci:
Materijal lima: .4580,
Oblik predmeta(tabela 50. Musafija): oblik 9,
Debljina lima s [mm]: 2
Prenik d [mm]: 35, d1 [mm]: 40, d2 [mm]: 45
Visina h [mm]: 10, H [mm]: 55.
Dimenzije gotovog dijela
-
3
3D prikaz gotovog dijela
3. DUBOKO IZVLAENJE
3.1. Proces obrade dubokim izvlaenjem
Duboko izvlaenje je proces obrade metala ( u hladnom ili , u
posebnim sluajevima, u vruem
stanju), koji u serijskoj proizvodnji dijelova, u odnosu na
ostale tehnoloke discipline, zauzima vidno
mjesto. Cilj ovog naina prerade je da se iz ravne ploe sa
posebnim alatom izrade posude raznih
oblika poprenog presjeka. Specifinost samog procesa omoguava da
se najmanjim brojem radnih
operacija i uz minimalni otpadak dobiju izvueni elementi u
konanom obliku, tako da se mogu
neposredno upotrijebiti ili ugraditi u odgovarajui sklop.
Tehnologijom dubokog izvlaenja se obrauju materijali debljine od
0,02 do 50 mm, sa
dimenzijama od nekoliko desetinki milimetra pa do nekoliko
metara, i sa teinama koje variraju od
grama do tone.
Maine za duboko izvlaenje su krivajne i hidraulike prese.
Zavisno od vrste i oblika komada
koji se izvlai, upotrebljavaju se krivajne (eksentar i
koljenaste)prese prostog, dvostrukog ili
trostrukog dejstva.
Poetni oblik materijala za preradu je ravna ploa, koja se
oznaava kao platina. Oblik ove
ravne ploe platine moe biti: krug, kvadrat, pravougaonik, elipsa
ili ma kakva zatvorena kontura,
koja zavisi od izvuenog komada.
Prema tome, pod dubokim izvlaenjem se podrazumijeva proces
prerade kod kojega se iz
ravne ploe dobivaju posude oblika sa zatvorenim dnom.
Duboko izvlaenje se moe izvoditi na dva naina, i to kao:
1. duboko izvlaenje bez promjene debljine materijala i
2. duboko izvlaenje sa stanjivanjem zida, odnosno sa redukcijom
debljine zida.
-
4
4. TEHNOLOKI PROCES IZRADE
4.1. Dimenzije pripremka (poetnog komada)
Zbog anizotropije materijala pri izvlaenju dobija se valoviti
oblik zavretka radnog predmeta. U cilju
dobijanja zahtjevane visine radnog predmeta, potrebno je izvriti
skraivanje predmeta nakon
izvlaenja. Zbog toga se pri proraunu prenika pripremka uzima u
obzir i dodatak za opsjecanje.
Usvajanjem dodatka za opsjecanje visina gotovog dijela poslije
izvlaenja biti e :
= 0 +
h0 Visina radnog predmeta na crteu
h- Dodatak za opsjecanje
= (0
)
(0
) =67,5
45= 1,5
Dodataka za opsjecanje je u funkciji odnosa (dn/hn), pa je za
odnos dn/hn=1,5 = 2 mm
(Binko Musafija, Obrada metala plastinom deformacijom, tabela
br.52, str.346 )
4.2. Visina komada nakon izvlaenja
Na osnovu izraunatog dodatka za opsjecanje visina gotovog komada
je :
= 0 + = 67,5 + 2 = 69,5 .
4.3. Prenik cilindrinog pripremka
Prenik platine moe se izraunati na dva naina koristenjem
Guldinovog pravila ili na osnovu
emprijskog obrasca:
Odreivanje prenika platine na osnovu empirijskog obrasca:
= 12 + 4( + 1) + 2(1 + 2)
= 402 + 4 (35 55 + 40 10) + 2 3,53(40 + 45) = 107,2
Odreivanje prenika platine na osnovu Guldinovog pravila:
= 8 () = 8 (11 + 22 + 33 + 44 + 55)
= 8 (17,5 8,75 + 17,5 55 + 2,5 18,75 + 10 20 + 3,5 21,25) =
107,21
Dimenzije pripremka su 110 x 2 [mm]
-
5
5. BROJ POTREBNIH OPERACIJA ZA OBLIKOVANJE PROIZVODA
Za rotaciono simetrina tijela broj potrebnih operacija izvlaenja
se rauna po poznatom izrazu:
= 1 +log() log(10)
log ()
=2 + 3 + 4 + +
1
Odnos m zavisi od vrste materijala, stanja materijala ,
relativne debljine , odnosa visine i prenika
radnog komada, sredstva za pormazivanje i drugih faktora.
5.1. Relativna debljina materijala :
=
0 100% =
2
110 100% = 1,81%
Iz (Binko Musafija , Obrada metala plastinom deformacijom ,
tabela br. 54, str.367), dati su odnosi
izvlaenja za = 1,81 ; odnosno za podruje 1,5 2 :
m1 = 0,48 0,50 m1 = 0,48
m2 = 0,73 0,75 m2 = 0,73
m3 = 0,76 0,78 m3 = 0,76
m4= 0,78 0,80 m4 = 0,78
m5 = 0,80 0,82 m5 = 0,80
=2 + 3 + 4 + 5
1=
0,73 + 0,76 + 0,78 + 0,80
5 1= 0,76
Na osnovu izraunatog i uzimajui u obzir prenik gotovog dijela dn
= 45 mm i pripremka
D0 = 110 mm dobija se sljedei broj izvlaenja :
= 1 +log() log(10)
log ()= 1 +
(45) (0,48 110)
log(0,76)
= 1 + 0,65 = 1,65
Usvajam n = 2 operacije
-
6
6. DIMENZIJE IZRATKA PO POJEDINIM FAZAMA
6.1. Prenici obratka po pojedinim fazama izvlaenja :
Prenici obratka po pojedinim operacijama izraunavaju se iz
sljedeeg izraza :
1 =
1
1 =1
0 1 = 0 1 = 110 0,48 Usvajam 1 = 53
2 =2
1 2 = 1 2 = 53 0,73 Usvajam 2 = 38
Stvarna vrijednost odnosa izvlaenja vea je od prepotuene to
zadovoljava, jer se na taj nain
ostvaruju manje deformacije od moguih i izbjegava opasnost od
razaranja obratka.
6.2. Visine predmeta po pojedinim operacijama
Visine obratka po pojedinim operacijama odreuju se po izrazu iz
(Binko Musafija, Obrada metala
plastinom deformacijom, tabela br.58, str.384 ):
1 = 0,25 (2
1 1)
Gdje je : D - prenik platine (D0)
1 = 0,25 (1102
53 53) = 44
h2 = 0,25(2
2 2) = 0,25 (
1102
38 38) = 70 mm
-
7
7. ANALIZA NAPONSKOG STANJA
Prije prorauna napona izvlaenja potrebno je izraunati silu draa
lima za pojedine operacije
dubokog izvlaenja.
7.1. Dra lima
Dra lima ima zadatak da onemogui obrazovanje nabora kod dubokog
izvlaenja, djelujui na
povrinu lima koji se izvlai sa odreenim povrinskim pritiskom .
Za praksu je veoma vano pod
kojim uslovima je potreban dra lima , a zatim se vri njegovo
pravilno dimenzionisanje .
Kriterij za odreivanje uslova da je potreban dra lima za
izvlaenje predmeta dat je u obliku.
=
0 100% < 3%
7.1.1 Dra lima za prvu operaciju
a) Za prvu operaciju izvlaenja
=
0 100% =
2
110 100% = 1,81 < 3%
S obzirom na izraunato slijedi da je potreban dra lima u prvoj
operaciji
b) Pritisak draa lima
1 = 0,25 [(
1 1)
3+
1200
] 102
Gdje je :
- D=110 mm,
- s=2 mm,
- d1=53mm
- = 600 (materijal: .4580)
1 = 0,25 [(110
53 1)
3+
53
200 2] 102 600 = 2,06
c) Sila na drau lima za prvu operaciju
1 = 1 1 =2
41
-
8
1 = 1 1 =1102
42,06 = 19,566
7.1.2 Dra lima za drugu operaciju
a) Za drugu operaciju izvlaenja
Kriterij za odreivanje uslova da je potreban dra lima za
izvlaenje predmeta dat je u obliku.
=
1 100% =
2
53 100% = 3,77 > 3%
S obzirom na izraunato slijedi da nije potreban dra lima u
drugoj operaciji
7.2 Prva operacija izvlaenja
7.2.1 Radni naponi prve operacije izvlaenja
1 =
2 (1,1 1
1+
2 1 1
) + 1
2 1 +
=0,16
2 = 1,25
1 =0 + 1
2
Za materijal .4580 imamo :
0 = 0 0 = 350
1 = 0
1= ln
110
53= 0,73 1 = 820
1 =0 + 1
2=
350 + 820
2= 585
1 = 1 + 2 + 21 = 53 + 2 2 = 57
1 = 1,25 (1,1 585 110
57+
2 0,16 19566
57 2) + 585
1 = 1135,6
-
9
7.2.2 Sila izvlaenja prve operacije
1 = 1 1 = 406,5
7.2.3. Sila prese potrebna za prvu operaciju
1 = 1 + 1 = 406,5 + 19,566 = 426
7.2.4 Deformacioni rad izvlaenja
= 1 1 11000
= 0,8 406,5 44
1000= 14,3
Gdje su :
- x1- Faktor koji prestavlja odnos maksimalne sile izvlaenja u
funkciji odnosa izvlaenja
m1=0,48 x1=0,8, (B. Musafija, str. 485).
- h1 - visina komada nakon prve operacije
7.3 Druga operacija izvlaenja
7.3.1 Radni naponi druge operacije izvlaenja
2 = 1,1
2 2 (1 +
) (1
21
)
= 0,16 2 = 1,25
= 1,2
= 1,2
= 45
2 = 2 + = 38 + 2 = 40
1 = 57
Za materijal .4580 imamo :
0 = 0 0 = 350
2 = 02
= ln110
38= 1,06 2 = 920
2 =0 + 2
2=
350 + 920
2= 635
2 = 1,1 1,25 1,2 1,2 635 (1 +45
0,16) (1
40
57)
0,16
45 2 = 412,02
-
10
7.3.2 Sila izvlaenja druge operacije
2 = 2 2 = 103,5
7.3.3. Sila prese potrebna za prvu operaciju
2 = 2 + 2 = 103,5
7.3.4 Deformacioni rad izvlaenja
= 2 2 21000
= 0,67 103,5 54
1000= 3,74
Gdje su :
- x2 - Faktor koji prestavlja odnos maksimalne sile izvlaenja u
funkciji odnosa izvlaenja
m2 = 0,73 x2 = 0,67 (B. Musafija, str. 485).
- h2-visina komada nakon druge operacije
8. DIMENZIJONISANJE I TOLERISANJE RADNIH ELEMENATA ZA SVAKU
OPERACIJU IZVLAENJA
8.1. Zazor izmeu izvlakaa i matrice
Pravilno dimenzionisan alat mora biti izveden tako da sigurno
obezbjeuje ravnomjernu zranost (f)
izmeu prstena za izvlaenje (prenika dM) i izvlakaa (prenika
ds).
=
2
Dvostruka vrijednost zranosti se naziva zazor i rauna se :
= 2 =
Kod dubokog izvlaenja bez promjene debljine materijala zranost
treba da bude vea od debljine
lima (f>s). Veliine zranosti se odreuju po raznim empirijskim
obrascima.
G.Oehler daje obrazac za proraun zranosti u zavisnosti od
debljine lima :
= + 10 = 2 + 0,0710 2 = 2,31
Gdje su :
- c koeficijent koji zavisi od vrste materijala , c = 0,07 za
elini lim,
- f zranost
- s debljina lima.
-
11
= 2 = 2 2,31 = 4,62
8.2. Izvlaka
Oblik poprenog presjeka izvlakaa u svim operacijama odgovara
obliku i dimenzijama radnog
predmeta , koji e takoer biti prikazani radionikim crteom. Kod
druge i tree operacije poto je
izvlaka manji od 50 (mm), radi lakeg skidanja unutar izvlakaa
bui se otvor kroz koji prolazi zrak ,
prenik otvora je 5 (mm).
8.3. Tolerancije radnih elemenata
U konkretnom sluaju uzima se da je prenik prstena jednak
najmanjem preniku ranog predmeta,
a prenik izvlakaa je iznos veliine zazora manji od prenika
prstena.
= = ( )
= ( )
T- tolerancija radnog predmeta IT12 ona iznosi 300m=0,3 mm
Tolerancije za izradu prstena i izvlakaa se odreuju tabelarno na
osnovu debljine materijala i
nazivnog prenika (B.Musafija , tabela br. 55, str.447) i
iznose:
= +0,13
= 0,085
Pa je najvea dimenzija prstena :
= = ( )+
= (35 0,3)+0,13
= 34,7+0,13
-
12
Odnosno zapisano u drugoj formi :
= = 350,30 0,17 ()
Ili najmanja izvlaka :
= ( )
= (35 0,3 4,62)0,085
= 30,080,085
Odnosno zapisano u drugoj formi :
= 300,005+0,08
-
13
LITERATURA :
[1] Binko Musafija, OBRADA METALA PLASTINOM DEFORMACIJOM
Univerzitet u Sarajevu, Mainski fakultet, Sarajevo 1988.
[2] Emir ari , Tehnologija plastinosti II, Predavanja Tuzla
2013.
[3] Himzo uki, KONSTRUKCIJA ALATA Alati za obradu lima
Univerzitet u Mostaru, Mainski fakultet, Mostar 1998.
Tehnika dokumentacija kao i konstrukcija alata izraena pomou
softverskih paketa:
SolidWorks 2011 Dassault Systems
Mechanical Desktop 6 Autodesk
