Konstrukcija alata MASTER STUDIJ

Konstrukcija alata MASTER STUDIJ2013

UNIVERZITET U BIHAUTEHNIKI FAKULTETBIHAPOSTDIPLOMSKI STUDIJOdsjek: MAINSKI

KONSTRUKCIJA ALATA ZA PROBIJANJE I PROSJECANJE

Predmet: Konstrukcija alata

Profesor-mentor: Kandidat:doc.dr. Mehmed Mahmi Mirza Hadali

Biha, juni 2013

ZADATAK :

Proraunati i konstruisati alat za izradu predmeta prikazanog na slici za sljedee podatke:

Veliina serije: N=200.000 kom. Materijal lima: Al 99.5 Debljina lima: s=1,2 [mm]

Izradna tolerancija predmeta je IT 10 na osnovu koje je potrebno odrediti toleranciju izrade alata.

1) Analiza iskoritenja lima

Jednoredni raspored

Izlazna irina trake za jednoredni raspored reznih elemenata prema sl.2B1=L+2bUlazna irina trake za isti raspored se uveava za veliinu zasjecanja graninog noa:

B=L+2b+=B1+

Prema tabeli 2.2. (Konstrukcija alata i pribora autor: Himzo uki) usv. za zadanu debljinu lima b=1,6 [mm]b1=2,1 [mm]

Poto se zadani materijal Al 99.5 razlikuje od materijala za kojeg su dati podaci u tabeli 2.2. usvajane veliine se koriguju prema vrijednostima koeficijenta koji je dat na strani 2.20.

b= 1,3 * 1,6=2,56 [mm]b1= 1,3 * 2,1=2,73 [mm]

Usvajam: b= 2,6 [mm] b1= 2,7 [mm]

Posmak (korak) trake odnosno duina graninog noa iznosi:X= L1+b1X= 90+2,7= 92,7 [mm]irinu graninog noa odreujemo iz tabele 5.1. str. 5.5. za X=92,7 [mm] imamo da je: c= 14 [mm]

Na osnovu dobijenih podataka imamo da je:

B1= L+2b= 44+2*2,6= 49,2 [mm]B= L+2b+(C/2)= 44+2*2,6+(14/2)=56,2 [mm]

Povrina radnog komada (A):

Poetni oblik materijala su table limova dimenzija 1000 x 2000 (mm) iz kojih se odsijecaju trake dimenzija BxLt= Bx1000 (Tab.2.1. obrada metala plastinom deformacijom Binko Musafija ).Predpostavlja se da se pri odsijecanju na makazama gubi 3% materijala.Ako sa ''Z'' oznaimo broj komada u jednoj traci tada je potreban broj traka za izradu N=200000 kom.

Y =

Z = = = 10,787Usv. prvi manji cijeli broj Z=10

Y = = Y = 20600 traka

Procentualna vrijednost odpadka se rauna po sljedeem izrazu:

1 = N- broj komada u serijiA- povrina jednog radnog komadaY- broj traka lima potrebnih za izradu serije od N komadaB- ulazna irina trakeLt - duina trake

= 46,63 %

Dvoredni raspored

Izlazna irina trake prema sl.4 iznosi:B1 = L1 + 2b + b1 = 90+2,7+2,6*2 B1 = 97,9 [mm]Ulazna irina trake iznosi:

B = B1 + = 97,9 + B = 104,9 [mm]Posmak (korak) trake odnosno duina graninog noa iznosi:

X = L1 + 2*b1 = 44+2,7*2X = 49,4 [mm]Trake dimenzija B x Lt = B x 1000 (mm) se odsijecaju iz poetne table 1000 x 2000 (mm) pri emu se pretpostavlja da se pri odsijecanju na makazama gubi 3 % materijala.Broj komada koji se dobije iz jedne trake:

Z = 2 = 20,24 Usv. prvi manji cijeli paran broj Z=20

y = 10300 - traka Procentualna vrijednost otpadka iznosi:

2 = %

2 = 42,82 %

2) Odreivanje rasporeda reznih elemenata i dimenzionisanje rezne ploe

Iz konstrukcijskih razloga usvajam dvoredni raspored

Za limove debljine do 6 (mm) i otvore do 300 (mm) visinu rezne ploe moemo odrediti po obrascu:

H = ( 10 + 5 S - debljina limaa,b - dimenzije najveeg otvorac - koeficient koji zavisi od vrstoe lima, bira se prema tabeli (str.2.28, Konstrukcija alata i pribora Himzo . ) Visinu rezne ploe moemo odrediti i prema tabeli 2.9 strana 2.29 za [b = 50 100 (mm) i s = 1 3 (mm)]H = ( 0,22 0,35 )b

H = ( 0,22 0,35)H = 19,8 31,5 [mm]

Usvajamo standardnu vrijednost visine, prvi vei stabdardni broj (str.2.29)H = 32 [mm]- irina rezne ploe B = b + e4 + e6 = (90+2,7+45)+64+64 = 265,7 [mm]

e4 = e6 = 2= 2*32= 64 [mm] B=266 [mm] Usvojena vrijednost iz konstrukcionih razloga- Duina rezne ploeVrijednosti e1 i e2 odreujemo prema odabranim vijcima i cilindrinim koiima iz tabele 3.9 strana 3.10 za max. dimenziju matrice od 125 160 (mm) te za silu manju od 500 (KN) biramo: vijak M10 cilindrini koi 8

Iz tabele 3.10 strana 3.13 za max. dimenzije matrice 125 160 te za vijak M10 i cilindrini koi 8 biramo vrijednosti e1 i e2.e1 = 12 (mm)e2 = 20 (mm)Prema tabeli 2.8 strana 2.28 odreujemo preostala najmanja rastojanja izmeu otvora:e3 =0,6*d0 =0,6 *10=6 [mm]e5 =0,8*d0 =0,8 *10=8 [mm]e7 =1,2*d0 =1,2 *10=12 [mm]e8 =1,5*s = 1,5 *1.2=1,8 [mm]

Uzimajui u obzir najmanja rastojanja izmeu otvora, duina rezne ploe iznosi .A = 270,9 [mm]B=271 [mm] Usvojena vrijednost iz konstrukcionih razloga

3) Odreivanje sile prosijecanja i probijanja, ukupna sila

Sila potrebna za probijanje otvora 10 [mm]

Sila potrebna za probijanje otvora

Sila potrebna za prosijecanje

Sila zasijecanja graninog noa

Ukupna sila sastoji se od sile potrebne za probijanje, sile potrebne za prosijecanje i sile na graninom nou.F = 2*F1 + 2*F2 +2* F3 +FZF = 53140,62 [N]Silu mjerodavnu za izbor prese dobijemo ako ukupnu silu poveamo za 30 %FM = 1,3 * F

FM = 69082,86 [N] 70 [kN]

4) Proraun probojaca i prosjekaa

Probojci i prosijekai se provjeravaju na izvijanje i pritisak. Tanki probojci se provjeravaju na izvijanje.a) Provjera na izvijanje probojca za 10 (mm)Izjednaavanjem kritine sile izvijanja po Euler-ovom kriteriju sa ve odreenom silom probijanja dolazimo do izraza za maksimalnu duinu probojca uzimajui u obzir da je alat izveden sa vodeom ploom.

Gdje je:E=215*103 [N/mm2] modul elastinosti za alatni elikImin najmanji moment inercije poprenog presjeka probojcaL slobodna duina probojca

Za probijanje otvora potrebna je sila probijanja F1=2445,2 [N] => Fkr=F1Moment inercije:

Usvajam ukupnu duinu probojca prema preporukama 65 mm (T. 3.2, str. 3.5), pri emu radni dio 16 mm prema izraunatoj kritinoj duini.b) Provjera na pritisak probojca optereenog silom F2

c) Provjera prosjekaa na pritisak

5) Proraun rezne ploe

Rezna ploa se provjerava na mjestu najveeg otvora na reznoj ploi odnosno u zoni kritinog presjeka (str.2.41)Napon savijanja u reznoj ploi mora biti manji od dozvoljenog napona na savijanje.

s = 0,75 sdozH [mm] visina rezne ploeF [N] sila probijanja / prosijecanjaL [mm] raspon oslonca ispod rezne ploeB [mm] duina rezne ploeb [mm] duina otvora rezne ploe

sdoz = 500 [N/mm2] dozvoljeni napon na savijanje za alatne elike prema slici 2.22, str 2.41

Da bi mogli odrediti napon savijanja u reznoj ploi potrebno je prije toga usvojiti oblik rezne ploe.Prema preporukama u tabeli 2.10 strana 2.30 usvajamo oblik presjeka rezne ploe TIP A matrice.

Za ve odreenu visinu rezne ploe i zadanu debljinu lima imamo:

H=32 [mm]h=7 [mm]=4=20'

s=0,75

L = 90 + 2x = 93,496 (mm) usvajamo L = 94 [mm]

s=0,75

s=6,899 (N/mm2) sdoz=500 (N/mm2) uslov zadovoljen

6) Proraun meuploe

Kod veeg broja alata izmeu probojaca / prosjekaa i gornje ploe kuita postavlja se meuploa koja slui za ravnomjerno prenoenje pritiska sa glava probojaca / prosjekaa na gornju plou kuita.Kriterij za ugradnju meu ploe je dozvoljeni pritisak izmeu probojaca / prosjekaa i gornje ploe ili ako alat ima vei broj probojaca odnosno ako se radi o veim serijama izrade radnog komada.

Pritisak se odreuje po obrascu F= Pdoz =250 [N/mm2]F sila probijanja/prosjecanjaA povrina poprenog presjeka probojca/prosjekaaPdoz dozvoljeni specifini pritisak

Pritisak na probojcu je ve odreen u taci 4.

I ako je pritisak manji od dozvoljenog usvajam meuplou jer ima vei broj alata i radnih komada.7) Odreivanje teita alata

Teite svih sila na alatu odreuje se s ciljem definisanja poloaja cilindrinog rukavca. Postavljanjem cilindrinog rukavca u teite svih sila izbjegavamo dodatno optereenje alata na savijanje i izvijanje i tako poveavamo vijek trajanja alata.

Poloaj teita svih sila moe se odrediti grafiki i analitiki.

Analitiki se odreuje prema izrazima:

Xc = ; Yc =

Fi sila probijanja/prosjecanja pojedinog elementaXi rastojanje od y-oseYi rastojanje od x-ose

Kako sila probijanja/prosjecanja zavisi od materijala, duine i debljine rezne ivice gornji izrazi se mogu svesti na oblik:

Xc = ; Yc =

Li duina rezne ivice pojedinog elementa

8) Tolerancije izrade alata

Tolerantno polje alata za probijanje/prosjecanje je manje za tri od tolerantnog polja radnog predmeta. Spoj rezna ploa probojac/prosjeka:

Kod probijanja probojac je jednak nazivnoj mjeri otvora a kod prosjecanja rezna ploa ( otvor ) je jednaka nazivnoj mjeri radnog predmeta koji se treba prosjei.

a)prosjecanje b)probijanje

Probijanje

ds = d + tdm = ds + z = d + t + zds nazivna mjera probojcat tolerancija probijanog otvorad dimenzija probijanog otvoraz zazorZa maksimalni broj otrenja :dsmin=ds-tsts izradna tolerancija probojca

Prosijecanje

dM = D tdS = dM z = D t z dM nazivna mjera rezne ploedS prenik prosjekaatM izradna tolerancija rezne ploeZa maksimalni broj otrenja :dMmax = dM + tM

Materijal obradka (trake) je Al 99.5, debljine s=1,2 (mm), zazor iznosi z=0,12 (mm) prema tabeli 2.17 strana 2.53.

Kvalitet izrade alata je IT 7 ( 10-3=7 ) odnosno

Probojac za probijanje otvora 10 [mm]

Prenik probojca D= 10 [mm], za podruje mjera od 6 10 i kvalitet izrade IT10 izradna tolerancija iznosi: = 0,058 [mm]

Najvei prenik otvora pri probijanju je:dmax = d + = 10 + 0,058 =10,058 [mm] Prenik probojca jednak je max. preniku otvora:ds = dmax = 10,058 [mm] Tolerancija izrade probojca ts = 0,009 [mm] za tolerancijsko polje h6 u podruju od 6 10 (mm) Najmanji prenik probojca dsmin = ds ts = 10,058 0,009 = 10,049 [mm] Prenik otvora na reznoj ploi:dm = ds + z = 10,058 +0,05 = 10,108 [mm] Tolerancija prenika otvora na reznoj ploi iznosi tm = 0,015 [mm] za H7 u podruju od 6 10 [mm] Najvei prenik otvora na reznoj ploi je:dmmax = dm + tm = 10,108 + 0,015 = 10,123 [mm]

Probojac za probijanje otvora 20x19

Poto je u pitanju kvalitet izrade predmeta IT10 za podruje 1830 izradna tolerancija iznosi =0,084.

Najvea mjera irina otvora pri probijanju je:Bmax.= B + = 20+0,084=20,084 [mm] irina probojca jednaka je max. irini otvora:bs= Bmax.= 20,084 [mm] Tolerancija izrade probojca je ts= 0,013 za h6 u podruju 18-30 [mm]. Najmanja mjera irine probojca:bsmin= bs + ts = 20,084-0,013=20,071 [mm] irina otvora na reznoj ploi:bm = bs + z = 20,084+0,12=20,204 [mm] Tolerancija irine otvora na reznoj ploi je tm = 0,021 [mm] za H7 u podruju 18-30 [mm] Najvea mjera irine otvora u reznoj ploi je:bm max. = bm + tm = 20,204+0,021=20,225 [mm]

Duina probojca L= 19 [mm]Poto je u pitanju kvalitet izrade predmeta IT 10 za podruje 18-30 izradna tolerancija iznosi =0,084. Najvea duina otvora pri probijanju je:Lmax.= L + = 19+0,084=19,084 [mm] Duina probojca jednaka je max. duini otvora:ls= Lmax.= 19,084 [mm] Tolerancija izrade probojca je ts= -0,013 za h6 u podruju 18-30 [mm]

Najmanja mjera duine probojca:lsmin= ls - ts = 19,084-0,013=19-071 [mm] Duina otvora na reznoj ploi:lm = ls + z = 19,084+0,12=19,204 [mm] Tolerancija duine otvora na reznoj ploi je tm = 0,021 [mm] za H7 u podruju 18-30 [mm] Najvea mjera duine otvora u reznoj ploi je:lm max. = lm + tm = 19,204+0,021=19,225 [mm]

Prosjeka za prosijecanje otvora 90 x 44 [mm]

irina prosjekaa B = 90 [mm]Poto je u pitanju kvalitet obrade IT10 za podruje od 80 120 [mm] izradna tolerancija iznosi: = 0,140 [mm] Najmanja mjera irine otvora :Bmin = B = 90 0,14 = 89,86 [mm] irina prosijekaa jednaka je minimalnoj irini otvora:Bs = Bmin = 89,86 [mm] Tolerancija izrade prosjekaa ts = 0,022 [mm] za tolerancijsko polje h6 u podruju od 80 120 [mm] Najvea irina prosjekaa Bsmax = Bs + ts = 89,86 + 0,022 = 89,882 [mm] irina otvora na reznoj ploi :Bm = Bs + z = 89,86 +0,12= 89,98 [mm] Tolerancija irine otvora na reznoj ploi iznosi:Tm = 0,035 [mm] za tolerancijsko polje H7 i podruje mjera od 80 120 [mm] Najmanja irina otvora na reznoj ploi je :Bmmin = Bm + Tm = 89,98 0,035 = 89,945 [mm]Duina prosijekaa L = 44 [mm]Za kvalitet IT10 i podruje od 30-50 [mm] izradna tolerancija iznosi: = 0,100 [mm] Najmanja mjera duine otvora:Lmin = L = 44-0,100=43,900 [mm] Duina prosjekaa jednaka minimalnoj duini otvora:Ls = Lmin = 43,900 [mm] Tolerancija izrade prosijekaa:Ts = 0,016 [mm] za tolerancijsko polje h6 i podruje mjera od 30-50 (mm) Najvea duina prosjekaa:Lsmax = Ls + ts = 43,900+0,016=43,916 [mm] Duina otvora na reznoj ploi:Lm = Ls + z = 43,916+0,12=43,928 [mm] Tolerancija visine otvora na reznoj ploi iznosi: tm = 0,025 [mm] za tolerancijsko polje H7 i podruje od 30-50 [mm] Najmanja duina otvora na reznoj ploi je:Lmmin = Lm tm =43,928-0,025=43,903 [mm]20