Duboko izvlaenje

1

Mainski fakultet Tuzla

Predmet: Tehnologija plastinosti

Datum: 24.02.2014.godine

S E M I N A R S K I R A D

"Duboko izvlaenje"

Duboko izvlaenje

2

1. Uvod

Pod dubokim izvlaenjem lima podrazumjeva se takav vid oblikovanja pri kome se

od poetnog nedeformisanog, ravnog oblika (razvijene ploe, razvijenog stanja) dobija tijelo

prostorno neprekidne konfiguracije. U principu, to je oblik posude otvorene sa jedne strane,

dok sa druge ima zatvoreno dno.

Obrada dubokim izvlaenjem se redovno vri u hladnom stanju, osim u posebnim sluajevima

kada se komad mora zagrijavati (pogorani uslovi obrade - mala plastinost). Duboko

izvlaenje metala je proces u kojem se obradak platina ili rondela najee u hladnom stanju

provlai kroz jednu ili vie matrica u novi eljeni oblik koritenjem specijalnih alata.

Duboko izvuene proizvode karakterizira dubina proizvoda koja je vea od polovice

promjera rondele. Proizvodi mogu imati razliite poprene presjeke s ravnim, konusnim

ili zakrivljenim stjenkama, ali najei oblici su cilindrine ili pravokutne geometrije.

Pri procesu dubokog izvlaenja upotrebljavamo rastezljive metale kao to su aluminij, mesing,

bakar i meki elici.

Slika 1. faze dubokog izvlaenja i redukcije presjeka rondele

Prema ponaanju debljine lima tokom procesa oblikovanja razlikuju se dva postupka:

duboko izvlaenje bez promjene debljine lima (primenjuje se kod tankih limova i ima jedno od dominantnih mjesta u industriji prerade metala uopte),

duboko izvlaenje sa stanjenjem, odnosno sa redukcijom debljine lima pri emu dance ima veu debljinu (primenjuje se kod debljih limova, ima karakteristike zapreminske

obrade i posebno se izuava).

Duboko izvlaenje

3

Prema geometriji gotovog komada mogua je sljedea podjela:

isto duboko izvlaenje (izvlaenje upljeg cilindrinog tijela sa ravnim dnom i duboko izvlaenje rotacionih dijelova),

duboko izvlaenje ostalih dijelova pravilnog geometrijskog oblika (kutijasti dijelovi),

izvlaenje dijelova nepravilnog geometrijskog oblika (npr. blatobran karoserije

automobila).

Dijelovi dobijeni postupcima dubokog izvlaenja imaju iroku primjenu u:

automobilskoj industriji (dijelovi karoserije itd.), avio-industriji, industriji inskih vozila, brodogradnji, industriji kunih aparata i posua, elektro i elektronskoj industriji, poljoprivrednoj i procesnoj tehnici, drugim oblastima (u manjem obimu).

Duboko izvlaenje

4

Na sljedeim slikama dati su primjeri realnih komada, dobijenih dubokim izvlaenjem tankih

limova.

Slika 2. rotacioni oblici dobijeni dubokim izvlaenjem

Duboko izvlaenje

5

Slika 3. kutijasti oblici dobijeni dubokim izvlaenjem

Slika 4. geometrijski nepravilni oblici dobijeni dubokim izvlaenjem

Duboko izvlaenje

6

Proces se izvodi sa posebnim alatima na mehanikim i hidraulinim presama. ematski prikaz

dubokog izvlaenja prikazan je na slici 5. Sa slike 5 se moe uoiti da su osnovni izvrni

dijelovi alata za duboko izvlaenje izvlaka i prsten za izvlaenje (matrica). Ploa draa lima

koristi se da bi se sprijeilo obrazovanje nabora i guvanje lima u toku procesa izvlaenja.

Slika 5. ematski prikaz dubokog izvlaenja

U poetnoj fazi izvlaenja pripremak se postavlja na prsten za izvlaenje (matricu) i fiksira

pomou draa lima koji silom dranja FD pritee obod komada. Sila izvlaenja se preko

izvlakaa prenosi na pripremak i on se pod dejstvom izvlakaa uvlai u otvor prstena za

izvlaenje (matrice). Izradak se formira postepeno vertikalnim pomjeranjem izvlakaa.

Rezultat izvlaenja u prikazanom sluaju je cilindrina posuda slika 6. Debljina zida izradka

je ista kao i debljina pripremka.

Slika 6. prikaz komada koji se dobija istim dubokim izvlaenjem

Duboko izvlaenje

7

Polazni komad ima krunu konturu prenika D0 (slika 7).

Slika 7. prikaz poetnog komada i eme djelovanja napona

Centralni dio procesa oblikovanja izvodi se na obodu komada i zaobljenju matrice pod

dejstvom dva napona: tangencijalnog-pritisnog i radijalnog-zateueg (slike 6 i 7).

Tangencijalni napon tei da izazove pojavu nabora na obodu (slika 8) i ona se sprijeava

djelovanjem sile dranja. Intenzitet sile dranja i uopte uslove trenja na obodu treba paljivo

definisati.

Naime, potreban je dovoljan intenzitet sile dranja zbog sprijeavanja nabora, ali ako je trenje

pojaano lako se dolazi do preoptereenja komada i pojave razaranja u kritinom (tkz.

noseem) presjeku komada (slika 8).

Zbog toga se trenje na obodu i zaobljenju matrice maksimalno smanjuje (glatke povrine

kontakta, odgovarajua maziva) i olakava klizanje lima.

Duboko izvlaenje

8

Slika 8. defekti pri dubokom izvlaenju (nabori lijevo i razaranje desno)

Pored navedenog veliko istezanje moe dovesti do razaranja materijala kao to je prikazano

na slici 9, uzrok razaranja lijevo je mali radijus zaobljena na prstenu za izvlaenje (matrici), a

desno malo zaobljenje na izvlakau.

b)

Slika 9. greke pri izvaenju

Do razaranja moe doi i zbog velikih napona istezanja u zidu obratka, koji su posljedica

velike razlike u odnosu prenika pripremka i izvlakaa .

2. Naponsko deformaciono stanje

2.1 Deformacije pri izvlaenju

Kod projektovanja tehnologije izvlaenja, deformacije se mogu izraziti na etiri

naina, i to kao:

- stepen deformacije

- odnos izvlaenja

Duboko izvlaenje

9

- stepen preoblikovanja

- prirodna deformacija

Stepen deformacije se moe sa ostalim izrazima za deformaciju povezati relacijom:

Koeficijent prenika aneta i prenika platine se oznaava kao odnos izvlaenja m i rauna

se po obrascu:

esto se deformacija izraava odnosom prenika platine i aneta, ili recipronom

vrijednou odnosa izvlaenja. Ova veliina K se oznaava kao stepen preoblikovanja, jer se

pomou nje odreuje koliko puta je prenik vei od prenika aneta:

Glavna logaritamska deformacija se moe izraziti i integralom

i povezati sa ostalim veliinama obrascem

Vrijednost odnosa izvlaenja, za prvu i sljedee operacije:

imaju presudan znaaj kod projektovanja tehnologije dubokog izvlaenja.

Od veliine ovih odnosa direktno zavise:

visina napona i sila izvlaenja, broj potrebnih operacija izvlaenja, visina pritiska ureaja za dranje lima, kvalitet proizvoda.

Duboko izvlaenje

10

Minimalna vrijednost doputenog odnosa izvlaenja zavisi od niza faktora, meu kojima su

najvaniji sljedei:

Kvalitet i stanje materijala koji se prerauje. Povoljnije uslove izvlaenja nude duktilniji nego krti materijali. Osim toga i stanje isporuke je veoma vano. Svakako e

biti dozvoljene vee deformacije kod materijla koji su isporueni u mekoarenom

stanju, nego u polutvrdom ili tvrdom.

Drugi faktor koji znatno utie na veliinu odnosa izvlaenja je relativna debljina materijala

gdje je:

s (mm) - debljina platine,

D (mm) - prenik platine.

Ukoliko je relativna debljina vea povoljniji su odnosi izvlaenja. Tanji limovi su vie

podloniji guvanju od debljih, zato je za njih potreban vei broj izvlaenja.

Meuoperacijska termika obrada. Usljed efekta hladnog ovravanja materijal u toku procesa izvlaenja gubi plastina svojstva i postaje krtiji. Radi toga se za drugu i

sljedee operacije izvlaenja poveavaju odnosi izvlaenja.

Ukoliko se izmeu operacija izvlaenja, tehnolokim procesom predvidi

meuoperacijsko arenje, tada se materijalu vraaju njegova plastina svojstva, te

odnosi izvlaenja za drugu i sljedee operacije ostaju meusobno jednaki.

Radijus prstena za izvlaenje takoer utie na proces izvlaenja. Kod izvlaenja sa malim radijusima u komadu se mogu javiti vrlo veliki naponi, tako da dolazi do

prekida dna. Sa poveanjem radijusa prstena za izvlaenje smanjuje se povrina za

dranje lima, to takoe nepovoljno utie na proces izvlaenja.

2.2 Naponi i deformaciona sila izvlaenja

Deformaciona sila je parametar potreban za izbor maine i od posebnog znaaja je

poznavanje njenog maksimalnog intenziteta, koji se uvijek postie u prvoj operaciji

izvlaenja.

Za odreivanje sile izvlaenja (za prvu operaciju) potrebno je poznavati uzduni napon u u

cilindrinom omotau tijela, koji predstavlja i ukupan napon izvlaenja

Napon u sainjavaju 4 osnovne komponente (slika 7):

u radijalni napon na obodu, koji nastaje usljed bonog sabijanja materijala na obodu pri njegovom povlaenju ka centralnom dijelu (ima najveu vrijednost, iznad 70 %

u),

Duboko izvlaenje

11

trd dio napona koji nastaje usljed trenja na ravnom dijelu oboda izmeu lima i matrice, odnosno draa (oko 10 % u),

trm dio napona koji nastaje usljed trenja na zaobljenju ivice matrice (ispod 15 % u), sav napon koji nastaje usljed savijanja i ispravljanja lima pri klizanju preko zaobljenja

ivice matrice (oko 5 % u).

2.2.1 Radijalni napon na obodu

Slika 10. naponi i sile na obodu

r - radijalni (zateui) napon

t - tangencijalni (pritiskajui) napon

+d - napon raste ka spoljanosti matrice

Na osnovu uslova ravnotee sila (slika 10) i uslova plastinosti dobija se sljedei konani

izraz za radijalni napon

- korekcioni faktor

Vrijednost priblino se odreuje kao aritmetika sredina deformacionog otpora na poetku K0 i na kraju K1 oblikovanja, zavisno od odgovarajuih deformacija

K0 - deformacioni otpor na poetku izvlaenja,

K1 - deformacioni otpor na kraju izvlaenja .

Duboko izvlaenje

12

2.2.2 Napon usljed trenja na obodu

Ovaj napon je posljedica trenja na kontaktnim povrinama oboda komada, draa i

ravnog dijela matrice.

Sila trenja na obodu

Napon usljed ovih sila (ima ih dvije - djeluju na dvije povrine)

- koeficijent trenja (najee = 0,1 - 0,15)

FD - sila draa

AD - povrina dranja

- specifini pritisak dranja ( = 2 - 3 MPa)

2.2.3 Napon usljed trenja na zaobljenju matrice

Sila izvlaenja formirana na osnovu napona na obodu (r i trd) iznosi:

Ova sila se uveava zbog trenja na zaobljenju ivice matrice na silu F1 (slika 11 desno). Do

potrebnih odnosa se dolazi projektovanjem svih sila na vertikalni, odnosno horizontalni

pravac u zoni elementarnog ugla d i primjenom uslova ravnotee.

Slika 11. sile u zoni zaobljenja ivice matrice

Duboko izvlaenje

13

Konano se dobija

Odnosno, napon koji nastaje u ovom sluaju

2.2.4 Napon usljed savijanja i ispravljanja

Pri klizanju lima preko zaobljenja ivice matrice pored ostalog, ostvaruje se efekat

savijanja, a zatim i ispravljanja pojedinih zona komada. Razmatranjem utroenog rada na

savijanju i ispravljanju (slika 12) moe se definisati iznos sile savijanja na ukupnom obimu

komada i vrijednost odgovarajueg napona. Ukupna sila savijanja odnosi se na savijanje po

obimu komada

a napon savijanja (i ispravljanja)

Slika 12. savijanje oko zaobljene ivice matrice

Duboko izvlaenje

14

Konano, uzimajui u obzir sve komponente, ukupni napon izvlaenja iznosi

3. Faktori koji utiu na izvlaenje

Moda se nigdje na drugom mjestu u procesu obrade, kao kod izvlaenja, ne

zahtjevaju od konstruktora alata, tehnologa i drugih koji se bave izvlaenjem tako delikatni,

komplikovani i sloeni zadaci. Tenja za dobijanjem to reljefnih, sloenijih, dubljih, veih i

itd. otpresaka u to manjem broju operacija, sa to manjim silama, uz najkrae vrijeme izrade.

Uslovljavaju i vrlo veliki broj raznih metoda i naina izvlaenja koji su usmjereni na

dobijanje to boljih rezultata.

Ovde e biti navedene samo neke od njih, koje uz pogodne uslove primjene daju bolje

rezultate i omoguavaju dublja izvlaenja pri inae istim uslovima.

3.1 Podmazivanje

U izrazu za silu izvlaenja

koeficijent trenja uestvuje dva puta i oba puta u smjeru poveanja vrijednosti za silu. Osim

toga, poto se ovo poveaje sile odnosi na otpore pre cilindrinog omotaa koji prenosi silu, to

se poveava opasnost kidanja materijala na omotau. Drugim rijeima, vei koeficijent trenja,

smanjuje dubinu izvlaenja.

Zato se pri izvlaenju pribjegava redovnom podmazivanju kako platine, tako i tarnih povrina

alata.

Ovo podmazivanje indirektno utie na vijek alata a tako to smanjuje habanje njegovih

povrina, naroito ugroenih zaobljenja na prstenu i izvlakau.

Kao sredstva upotrebljavaju se razna ulja i drugi hemijski preparati koji se i inae

upotrebljavaju za sline svrhe.

3.2 Povrina materijala

Povrina materijala za izvlaenje igra slinu ulogu kao podmazivanje. Glatka povrina

prua manje otpora pri kretanju izmeu alata i preko zaobljenja.

Besprijekorno ista, glatka i bez ogrebotina povrina nema inicijalne uzroke kidanja

materijala na onim mjestima koja su najvie ugroena.

Kod dijelova gdje se trai zadovoljenje estetskog ili funkcionalnog zahtjeva, da povrine

poslije izvlaenja ostanu besprijekorno iste, bez riseva po izvodnicama i zagrebanih ili na

drugi nain oteenih mjesta, u posljednje vrijeme prevlai se jedna ili obje povrine lima

raznim plastinim folijama.

Duboko izvlaenje

15

Ovo prevlaenja lima ima zadatak da zamjeni podmazivanje u toku izvlaenja i naravno

izbaci iz upotrebe kasnije pranje dijelova koje moe kod izvjesnih maziva da bude vrlo teka i

neugodna operacija.

Meutim, prvenstvena uloga prevlaka lei u zatiti povrina lima od oteenja pri kretanju

izmeu alata i naroito prevlaenju preko zaobljenja na prstenu.

Po zavrenom izvlaenju, folija se vrlo lako skida odljepljivanjem.

3.3 Izbor pogodnog oblika draa

Uticaj oblika draa je esto presudna uloga za uspjeno izvlaenje. Pod oblikom

draa misli se prvenstveno na konfiguraciju donje povrine draa. Kod razuenih otpresaka,

sa velikim brojem raznolikih dubina izvlaenja, posebno ako su ove raznolike dubine bliske

jedna drugoj, drau se daje takav oblik da se materijalu na pojednim mjestima omogui lake

kretanje a na drugim mjestima usporavanje .

Studijom i definicijom oblika draa bave se najiskusniji tehnolozi i konstruktori alata.

3.4 Izvlaenje preko pragova i konica

U interesu omoguavanja ravnomjernog toka kretanja materijala prema zahtjevu

oblika i dubine na pojedinim mjestima, primjenjuje se izvlaenje preko pragova (slika 13) i

konica (slika 14).

Slika 13. izvlaenje preko pragova

Duboko izvlaenje

16

Slika 14. izvlaenje preko konica

Zbog zadebljanja lima koje se javlja na zaobljenim mjestima (slika 15, mjesta oznaena

strelicom), zbog bonog sabijanja lima nastaje odizanje draa i time smanjenje sile draa na

ostaloj povrini.

Slika 15. primjer postavljanja konica radi olakanja izvlaenja

Na tim mjestima materijal, bez dovoljne sile draa bi se bre kretao prema ivici prstena, dok

bi na zadebljanim mjestima, specifini pritisak znatno porastao. Ovaj veliki pritisak mogao bi

da izazove kidanje materijala u tim zonama.

Kako se vidi sa slika 13 i 14 materijal je prinuen da se kree preko pragova ili preko konica

viekratnim savijanjem.

Ovo sa svoje strane, omoguava manje sile na drau jer je dranje lima i spreavanje

nabiranja obezbjeeno prevlaenjem preko bregova. Takoe, mogue je silu draa usmjeriti

na ona mjesta gdje je ona potrebna, neophodna i po svojoj ulozi, vrlo velika.

Duboko izvlaenje

17

Na slici 15 pokazana su mjesta na kojima se ugrauju konice ili pragovi. Kako je prikazano,

na nekim mjestima se ugrauju dvije pa i vie konica radi poveanja intenziteta usporavanja

kretanja materijala.

3.5 Izvlaenje sa zagrijavanjem

U nekim izrazito tekim sluajevim dubokog izvlaenja i u maloserijskoj proizvodnji

primjenjuje se metoda izvlaenja zagrijavanjem.

Kako je ranije uoeno, najvea naprezanja su na ravnom dijelu platine koja se bono sabija.

Ostali dijelovi materijala, naroito oni ispod izvlakaa, kao i kasnije oni dijelovi omotaa koji

su preli iz ravnog u vertikalni dio, treba da budu to vee ilavosti i jaine na kidanje kako bi

prenjeli velike sile izvlaenja.

Teoretski, dakle gledano, toplotu treba dovoditi na onaj prstenasti dio materijala ispod draa

lima i prstena , i to to vie prema perifernim dijelovima, a intenzivno hladiti na ostalim,

unutranjim povrinama.

Da bi se ovaj efekat postigao, ugrauju se u dra i prsten grijai, dok se kroz izvlaka vri

hlaenje, obino protonom vodom (slika 16).

Slika 16. zagrijavanje pri izvlaenju

Ovakav postupak se ne moe primjeniti u velikoserijskoj proizvodnji zbog izrazito dugog

vremena potrebnog za zagrijavanje, i sa tim velikih vremena izrade.

3.6 Meuoperacijsko arenje

Vrlo esto se primjenjuje izmeu operacija kod viestupnog izvlaenja, arenje

komada. Ono se izvodi obino poslije tree a kasnije poslije svake druge operacije.

Materijal se u toku izvlaenja zamori a njegova sposobnost za dalju deformaciju postaje sve

manja zbog rekristalizacije i smanjenja sposobnosti teenja kao i povrinskog otvrdnjavanja.

Da bi se materijalu povratile u izvjesnoj mjeri deformacione sposobnosti, vri se arenje.

U tabeli 1 navedene su za pojedine materijale temperature arenja i vrijeme arenja.

Duboko izvlaenje

18

Tabela 1. temperature i vrijeme meuoperacijskog arenja za neke materijale

Zahvaljujui postupku arenja, mogue je postii vee dubine izvlaenja a i manji broj

operacija.

U modernijim pogonima, arenje se vri u peima sa neutralnom atmosferom, dakle bez

prisustva kiseonika koji je prema materijalima agresivan, naroito stvarajui veliku oksidaciju

na povienim temperaturama. Na ovaj nain se izbjegava stvaranje prevelikih koliina

oksidacionih slojeva i kasnije njihovo dugotrajno skidanje i pranje dijelova.

U velikoserijskoj proizvodnji se meuoperacijsko arenje izbjegava gdje god je to mogue

zbog dugotrajnog procesa i diskontinuiteta u radu koje uslovljava arenje, dugotrajnim

grijanjem kao i dugotrajnim hlaenjem. Ovo uslovljava stvaranje gomila otpresaka ispred i iza

pei i poveava transportne trokove, jer se pei obino postavljaju u posebnim odjeljenjima.

3.7 Radijusi na prstenu i izvlakau

Ustanovljeno je da radijusi na izvlakau, a prvenstveno na prstenu igraju veliku ulogu

kako na veliinu sile a time i deformacionog rada, tako isto i na koeficijent stupnjeva.

Izraunavanjem uticaja radijusa na tok izvlaenja bavili su se mnogi autori, a posebno V:

Romanovski, G. Oehler, W. Sellin.

Slika 17. dijagram zavisnosti sile izvlaenja od hoda za razne veliine zaobljenja rp i ri prema

W. Sellinu

Duboko izvlaenje

19

Prema konkretnim ispitivanjima koje je vrio W. Sellin na platini prenika D = 51 mm, limu

debljine s = 1,1 mm, prenik izvlaenja d = 26 mm, mjenjajui raijuse rp prstena i ri izvlakaa,

dat je dijagram sa slici 17.

Kako se iz dijagrama zavisnosti sile od hoda vidi, sila izvlaenja je manja kad su zaobljenja

na probnom uzorku vea (slika 17.b), rp = 4*s i ri = 4*s, dok je sila vea pri zaobljenjima

rp = 2*s i ri = 2*s (slika 17.a). Osim toga, deformacioni rad je manji kod veih radijusa.

Zavisnost koeficijenta stupnjeva "m" od odnosa rp/s i ri/s daje dijagram sa slici 18. Vidi se da

je mogue izvoditi vee deformacije (manje "m") pri veim odnosima rp/s, odnosno veim

zaobljenjima na prstenu (nagnute krive linije) i veim zaobljenjima na izvlakau (krive a, b, c

i d).

Slika 18. zavisnost koeficijenta stupnjeva od zaobljenja na alatu (za konkretan primjer)

Radijus na prstenu moe se uzeti:

za prvu operaciju

za drugu i sljedee operacije

Najprostiji nain usvajanja radijusa bio bi:

pri emu se preporuuje da se kod tankozidnih otpresaka (vei odnos d/s) primjene manje

vrijednosti a kod debelozidnih (manji odnos d/s) vee vrijednosti.

Treba imati na umu da preveliki radijusi imaju i negativne posljedice, stvaranje nabora na

dijelu koji se ne nalazi ispod draa kao i kod izvlaenja kugliastih i kupolastih oblika.

Duboko izvlaenje

20

3.8 Zazor izmeu izvlakaa i prstena

Pravilan izbor zazora igra, takoe ulogu u procesu izvlaenja. Premali zazor uslovljava

zaglavljivanje materijala koji je zadebljan, naroito na perifernim dijelovima, ime nastaje

njegovo gnjeenje, skidanje vika debljine, porast sile izvlaenja i eventualno kidanje.

Preveliki zazor moe izazvati negativne posljedice zbog poveanja opasnosti od nabiranja

materijala jer se time poveava povrina koja nije pridravana u toku izvlaenja. Isto tako,

preveliki zazor zbog manjeg nalijeganja na zaobljenja prstena za izvlaenje, dobija neravnine

na cilindrinim povrinama omotaa.

G. Oehler daje preporuku za izbor zazora prema sljedeim formulama:

za elini lim

za aluminijumski lim

za ostale negvozdene limove

za vatrostalne legure

Siebel i Gelei preporuuju izbor zazora u zavisnosti od koeficijenta oblikovanja

Schuler daje vrlo jednostavnu formulu za zazor

Kod izvlaenja kutijastih tijela, preporuljivo je da se uzme vei zazor na uglovima kutija a

manji na ostalim dijelovima.

Izabranom zazoru treba dodati tolerancije izrade tako da on postane vei.

3.9 Brzina izvlaenja

Prema raznim ispitivanjima koja su vrena, kod izvlaenja cilindrinih tijela, brzina

izvlaenja igra malu ulogu. Primeeno je da poveane brzine izvlaenja znatnije utiu na

izvlaenje dijelova cinkovanih limova ili od materijala sa veim sadrajem cinka kao i kod

necilindrinih oblika, zatim kod austenitnih elika. Preporuuje se u ovim sluajevima rad sa

neto manjim brzinama jer one smanjuju stanjenje zidova na kritinim mjestima.

Duboko izvlaenje

21

Kada se govori o brzinama izvlaenja, onda se mora raunati sa vrstom presa koja se

upotrebljava za izvlaenje. Kod hidraulinih presa brzine izvlaenja su, uglavnom konstantne

i nie dok su kod krivajnih presa promljenjive, zavisno od trenutnog poloaja ugla krivaje i

vie.

Kod krivajnih presa, obino se rauna sa onom brzinom koja se ostvaruje na 300 prije donje

mrtve take.

3.10 Neeljene pojave pri izvlaenju

U tabelama su prikazane neke od najeih pojava greaka pri izvlaenju u zavisnosti

od uzorka zbog koga su nastale.

Duboko izvlaenje

22

Duboko izvlaenje

23

4. Projektovanje tehnologije dubokog izvlaenja

Duboko izvlaenje je, prema razliitim pokazateljima, najznaajnija tehnologija u

okviru obrade deformisanjem i jedna od najznaajnijih u okviru obrade metala uopte. Zato je

potrebno detaljno predvidjeti sve aktivnosti po odgovarajuem redosljedu, koje e omoguiti

da se od polazne table ili trake lima dobije gotov komad (u manjoj ili veoj seriji). Vano je

podvui ekonomski aspekt u svakoj aktivnosti, kao i potrebu potovanja svih mjera na zatiti

okoline i bezbednosti u radu.

Sljedee aktivnosti su potrebne za projektovanje procesa oblikovanja limova dubokim

izvlaenjem:

analiza tehnologinosti konstrukcije gotovog komada, odreivanje oblika i dimenzija razvijenog stanja, definisanje procesa izrade razvijenog stanja (tip, parametri, alati, maine itd.), odreivanje broja operacija oblikovanja i definisanje geometrijskih parametara

komada po operacijama,

definisanje parametara procesa po operacijama (deformacione sile, deformacioni radovi,brzine itd.)

definisanje podmazivanja (zone, nain, sredstva), definisanje eventualnog meuoperacionog arenja (parametri, ureaji), definisanje operacija poslije oblikovanja (opsjecanje, probijanje itd.), projektovanje alata (parametri, konstrukcija), izbor maina.

5. Primjer prorauna

Obradak prema skici dobija se dubokim izvlaenjem od materijala .0245.

Potrebno je:

a) odrediti dimenzije pripremka, b) odrediti broj operacija izvlaenja, c) izraunati ukupan napon izvlaenja, deformacionu silu i deformacioni rad za prvu i

drugu operaciju obrade.

Duboko izvlaenje

24

a) Dimenzije pripremka

Dodatak za opsjecanje za cilindrine obratke bez vijenca odreuje se na osnovu visine

obradka i odnosa h/d. U ovom sluaju za h = 75 mm i h/d = 75/50 = 1,5 dobija se dodatak za

obrazivanje h = 3mm.

Prenik pripremka odreuje se primjenom izraza:

Prema tome, dimenzije pripremka su 133 x 1 mm.

b) Broj operacija dubokog izvlaenja

Odreuje se prema izrazu:

Pretpostavlja se da je broj operacija izvlaenja n = 4.

Relativna debljina materijala iznosi:

Preporueni odnosi izvlaenja po operacijama:

m1 = 0,55 m2 = 0,78 m3 = 0,80 m4 = 0,82

Srednja vrijednost odnosa izvlaenja:

Na osnovu ovih podataka, kao i s obrzirom na dimenzije obratka (dn = 50 mm) i pripremka

(D0 = 133 mm), dobija se sljedei broj operacija izvlaenja:

Prenici obratka po operacijama iznose:

Duboko izvlaenje

25

Provjera odnosa izvlaenja za treu operaciju izvlaenja:

Stvarna vrijednost odnosa izvlaenja u treoj operaciji oblikovanje je vea od preporuene

vrijednosti (0,86 > 0,80), to zadovoljava jer se na taj nain ostvaruju manje deformacije od moguih i izbjegava opasnost od razaranja obratka.

Radijusi zaobljenja dna obratka po operacijama obrade iznose:

Visina obratka po operacijama iznosi:

c) Napon izvlaenja, deformaciona sila i deformacioni rad 1. operacija izvlaenja:

Napon izvlaenja u prvoj operaciji izvlaenja odreuje se prema jednaini:

Ostvarena deformacija u prvoj operaciji iznosi:

Duboko izvlaenje

26

Iz dijagrama teenja dobija se K0 = 230 MPa, K1 = 600 MPa, pa srednja vrijednost

deformacionog otpora iznosi:

Prenik matrice Dm iznosi:

gdje je

Sila draa lima, poto je m1 = 0,55< 0,6, Sr = 0,75% < 2% to je u prvoj operaciji izvlaenja potreban dra lima.

Pritisak draa lima iznosi:

Zamjenom izraunatih vrijednosti u izraz za napon dobija se:

Sila izvlaenja

Deformacioni rad

2. operacija izvlaenja

Napon izvlaenja odreuje se prema poznatom izrazu:

Deformacija nakon druge operacije izvlaenja iznosi:

Duboko izvlaenje

27

na osnovu ega je:

K2 = 650 MPa

Vrijednosti konstanti iznose:

Cs = Cd = 1,2 = 450

Sila draa:

S obzirom da je dra lima i u ovoj operaciji izvlaenja potreban. Pritisak draa lima iznosi

Sila draa lima iznosi

Ukupan napon izvlaenja iznosi:

i2 MPa m = 370 MPa Sila izvlaenja u drugoj operaciji iznosi

Deformacioni rad

Parameteri procesa za treu operaciju oblikovanja odreuju se na isti nain kao u drugoj

operaciji.