Maturski rad Duboko izvlaenjeUVODDuboko izvlaenje takoe spada u obradu metala plastinom deformacijom. Obrada se obino vri u hladnom stanju, a u posebnim sluajevima i u vruem stanju. Maine za duboko izvlaenje su prese ( krivajne ili hidraulike ). Za duboko izvlaenje materijal ima poetni oblik ravne ploe koja se naziva platina i moe imati oblik kruga, kvadrata, pravougaonika, elipse i sl.. Iz ovih ravnih ploa se, procesom dubokog izvlaenja, dobivaju posude sa zatvorenim dnom, za razliku od izvlaenja kod kojeg se iz ipkastog materijala redukcijom prenika dobiva kao proizvod ica.Dva osnovna naina dubokog izvlaenja su: 1) Duboko izvlaenje sa promjenom debljine zida 2) Duboko izvlaenje bez promjene debljine zida Osnovni elementi dubokog izvlaenja su: 1) Izvlaka 2) Prsten za izvlaenjeOblik i dimenzije izvlakaa i prstena za izvlaenje moraju odgovarati obliku i dimenzijama gotovog komada. Tabla lima koja slui kao polazni komad za obradu dubokim izvlaenjem naziva se platina.

2 Maturski rad Duboko izvlaenje1. ODREIVANJE DIMENZIJA PLATINEKod odreivanja dimenzija platine polazi se od uslova da je zapremina platine jednaka zapremini gotovog komada. Prenik platine odreuje se na osnovu izraza:

018nin li D [mm]

r1 = 2 2s ddat je vanjski prenikr1 =2 2s d+ dat je unutranji prenikl2 =2) 2 (41 RR ( R = r + S )l3 = Rd2 dat je vanjski prenikl3 = rd2dat je unutranji prenik2. DEFORMACIJE PRI DUBOKOM IZVLAENJU ( stepeni izvlaenja )Kod obrade dubokim izvlaenjem veliina deformacije moe se izraziti preko odnosa izvlaenja m. Odnos izvlaenja predstavlja odnos izmeu prenika posude u datoj operaciji izvlaenja i prenika posude u prethodnoj operaciji izvlaenja.Ddm1za I operaciju, gdje je d1 prenik posude nakon prvog izvlaenja122ddm , gdje je d2 prenik posude nakon druge operacije izvlaenja11dndnmza ostale operacije izvlaenja

3 Maturski rad Duboko izvlaenjegdje su:dn-n-ti prenik posudedn-1-(n-1)-vi prenik posudePrema tome, bilo koji odnos izvlaenja moe se pisati:1 didimigdje i ide od 1 do nPri izvlaenju kvadratnih posuda stranica a iz platine u obliku kruga prenika D, odnos izvlaenja se odreuje po obrascu: mkv =DaDa27 , 14Pri izvlaenju pravouglih posuda dimenzija a x b iz elipsatih ( ovalnih ) platina dimenzija La x Lb, odnos izvlaenja se odreuje po obrascu:mp =Lb Lab aLb Lab a++++27 , 12) ( 2Obrasci za mkv i mp izvedeni su na osnovu: m1= DdDd 1 1 ; mn = 1 1 dndndndnVeliina stepena izvlaenja zavisi od vrste materijala i relativne debljine lima:sr = % 100 DS3. ODREIVANJE BROJA OPERACIJA IZVLAENJAPrema veliini deformacije koja se mora izvritiu procesu izrade neke posude, odreujemo potreban operacija izvlaenja. Zapravo to je vei odnos prenika platine D prema preniku gotovog komada Dn (sl.), to e biti i potrebno vie operacija.Broj operacija izvlaenja n odreuje se na osnovu prenika komada za n-tu operaciju, tj. dn = mm * dn-1jer je odnos izvlaenja mn za n-tu operaciju dat obrascem:mn = 1 dndn

4 Maturski rad Duboko izvlaenjeZavisno od dimenzija i oblika gotovog komada proces izvlaenja moe se izvriti u jednoj ili vie operacija dubokog izvlaenja. Potreban broj operacija dubokog izvlaenja rauna se na slijedei nain:n = msrD m dnlog1 log log1+dn prenik posude u posljednjoj operaciji izvlaenjansr srednji odnos izvlaenja i rauna se :nsr = 11 ... 3 2+ + + +nmn mn m mtada se prenik za n-tu operaciju moe pisati:dn = msrn-1 m1 D4. PRORAUN I KONSTRUKCIJA ALATA

5 Maturski rad Duboko izvlaenje4.1. PRSTENOVI ZA IZVLAENJEProfil prstena za izvlaenje je veoma vaan i bitno utie na kvalitet izvuenog komada, stepen deformacije kao i veliinu sile. U alatima za duboko izvlaenje danas se upotrebljavaju tri razliite vrste profila prstena za izvlaenje i to: Profil sa radijusom ( sl. ) Prolfil sa konusom ( sl. ) Profil sa traktrix krivom ( sl. )Prsten sa radijusom rM najee se upotrebljava za I operaciju izvlaenja bez promjene debljine materijala, sa ili bez draa. Moe se koristiti i za slijedee operacije izvlaenja bez promjene debljine zida lima, kada se radi bez draa lima, dok za slijedee operacije izvlaenja sa draem lima bolji kvalitet lima daje prsten za izvlaenje sa konusnim limom.Prsten sa konusnim profilom najee se primjenjuje za druge i ostale operacije izvlaenja sa ili bez promjene debljine zida. Sa traktrix krivom daje najoptimalniji odnos izvlaenja, pogotovo kod debljih limova. Posebnu primjenu imakada se u I operaciji izvlaenja vri deformacija.Radijus prstena rM za I operaciju moe se odrediti po obrascu:rM1 = S d D ) 1 ( 8 , 0 gdje su:D prenik platine d1 unutranji prenik komada nakon I operacije ili prenik izvlakaaS debljina lima Radijus prstena za II peraciju je:

6 Maturski rad Duboko izvlaenjerM2 = S d d ) 2 1 ( 8 , 0rMn = S dn dn ) 1 ( 8 , 0Radijusi zaobljenja ploa za izvlaenje pravougaonih i ostalih nerotacionih tijela, raunaju po obrascu: Za stranicu duine arMa =[ ] S a La + ) ( 2 50 035 , 0 Za stranicu duine brMb =[ ] S b Lb + ) ( 2 50 035 , 0 Za prelazni radijus u uglu rerMe = 2,5 rMa4.2. ZAZOR I TOLERANCIJA IZRADE ALATAIzmeu prstena za izvlaenje prenika dM i izvlakaa prenika dS, mora postojati odreena ravnomjerna zranost f ( sl. ):Dvostruka vrijednost zranosti f naziva se zazor, i oznaava se sa z, pa je:z = 2f = dM - dSVeliina zranosti f odreuje se prema obrascu:f =s c s + 10 [mmgdje su:

7 Maturski rad Duboko izvlaenjef zranost s debljina lima c koeficijent koji zavisi od vrste materijalaSuvie male vrijednosti zranosti f dovode do trganja komada pri dubokom izvlaenju, kao i poveanje potrebne sile izvlaenja dok s druge strane vea zranost uzrokuje guvanje lima.Na osnovu odreene vrijednosti zracnosti f,odnosno zazora z,vri se dimenzionisanje alata i to u zavisnosti od toga da li je potrebno izvui komad sa tanim vanjskim, ili sa tanim unutrasnjim dimenzijama,pa postoje dva zasebna prorauna dimanzija alata za izvlaenja.a) Tolerisan je vanjski prenik komada. U ovom sluaju prenik prstena se uzima jednak najmanjem preniku predmeta tj. dv- ,a prenik izvlakaa je za iznos veliine zazora manji od prenika prstena:dM = dv-ds = dM z = dv - - zPrsten i izvlaka imaju dozvoljenu izradn u toleranciju +m i - s , koji se bira u zavisnosti od nazivnog prenika i debljine lima koji se izvlai a podaci su u tabeli 49Najvea dimenzija prstena za izvlaenje je :

8 Maturski rad Duboko izvlaenjedMmax = dM +m = dv - +m Najmanja imenzija izvlakaa:dsmin = ds -s = dv - - z -s gdje su:dM nazivni prenik prstena za izvlaenje ds nazivni prenik izvlakaa, M s - izradne tolerancije prstena izvlakaadv nazivni vanjski prenik predmeta - izradna tolerancija predmetab) Tolerisan je unutranji prenik komadaU ovomsluaju prenik izvlakaa se uzima jednak najmanjem preniku komada, a prenik prstena je za iznos veliine zazora vei od prenika izvlakaa:ds = dndM = ds + z = dn + zNajvei prenik prstena za izvlaenje je:dMmax = dM +m = dn + z +m Najmanji prenik izvlakaa je: dsmin = ds -s = dn -s gdje je:dn nazivni unutranji prenik predmetaRadijus zaobljenja izvlakaa odreuje se prema obrascu:rsi = 21 1 + di d( za i-tu operaciju )gdje je i = 1...nposmatrana operacija izvlaenja.4.3. DRA LIMA

9 Maturski rad Duboko izvlaenjeDra lima djeluje na povrinu lima koji se izvlai odreenim pritiskom i time sprijeava obrazovanje nabora. Pritisak draa pd mora biti dovoljno visok da sprijei stvaranje nabora, ali se mora paziti da taj pritisak ne bude prevelik jer u tom sluaju moe doi do trganja komada. Uslov neophodnosti upotrebe draa lima zavisi od relativne debljine lima sr i odnosa izvlaenja m. Zato se moe rei da se komadi mgu izvlaiti bez draa lima ako su ispunjeni uslovi:a) za I operaciju izvlaenja cilindrinih komada:sr = % 2 100 ds i m1 = 6 , 01ddb) za slijedee operacije izvlaenja cilindrinih komada:sri = % 5 , 1 1001 dis i m1 = 8 , 01 didic) za izvlaenje polusfere sa radijusom R:sr = % 3 100 ds gdje su:D prenik platine s debljina materijalad1 prenik komada nakon I operacije izvlaenja di prenik komada nakon i te operacije izvlaenjadi-1 prtenik komada nakon ( i-1 )-ve operacije izvlaenja

10 Maturski rad Duboko izvlaenjePovrinski pritisak draa lima za I operaciju izvlaenja odreuje se prema obrascu:pd1 = msddD11]1

+ ,_

200111) 3 , 0 2 , 0 (3 Poto je prema slici 7.11 povrina na koju djeluje pritisak draa:a1 = [ ]2) 1 2 1 ( 24rm dm d + gdje su:dm1 prenik prstena prve operacije izvlaenja rm1 radijus prstenaSlino se odreuje pritisak draa lima za slijedee operacije izvlaenja ( sl. 7,12 ) po obrascu:pdi = ( ) msdididi 11]1

+ ,_

20013 , 0 2 , 034.4. SILA IZVLAENJA Sila izvlaenja se rauna za svaku operaciju posebno. a) Za izvlaenje cilindrinih posuda bez vijenca:- za prvu operaciju izvlaenjaF1 =1 1 k m s d [N]- za ostale operacije izvlaenja F =2 k m s di [N]b) Za izvlaenje niskih pravougaonih kutijaF = ( ) 3 72 , 1 2 2 k m s ri b a + [N]c) Za izvlaenje visokih kvadratnih posuda: - za prvu i naredne operacijeF =1 1 k m s d [N] - za zadnju operaciju F = ( ) 4 72 , 1 4 k m s re a [N]d) Za izvlaenje visokih pravouglih posuda: - za prvu i naredne operacije F =1 k m s dsri [N] dsri srednji prenik radnog predmeta k1 odreuje se prema tabeli 50, a koeficijent k2 se odreuje prema tabeli 51

11 Maturski rad Duboko izvlaenje k3 odreuje se prema tabeli 52, a koeficijent k4 prema tabeli 53e) Za izvlaenje cilindrinih posuda sa redukcijom zida: - za posljednju i prethodne operacijeF = ( ) 5 1 k k Sn sn dn [N]gdje su:dn prenik posude poslije n-te operacijeSn-1 debljina zida posude nakon ( n-1)-ve operacijeSn debljina zida nakon n-te operacije5. TIPOVI ALATA ZA DUBOKO IZVLAENJEU dananjoj industrijskoj proizvodnji najee se susreemo sa alatima za izradu posuda bez promjene debljine zida, zatim sa promjenom zida sa presama prostog i dvostrukog dejstva kao i sa raznim alatima za izradu predmeta posebnog oblika. Posmatraemo neke od pomenutih tipova:Na slici 7.13 prikazan je alat za prvo izvlaenje bez promjene materijala za presu prostog dejstva. U donjem dijelu nalazi se izvlaka privren u donjoj ploi 11, koja je stezaima 12 vezana za sto prese. Izvlaka je kroz sredinu izbuen kako bi se omoguio prolaz zraka, u protivnom dobila bi se posuda sa ispupenim dnom. Poetni materijal je privren na dra lima 3, koji je preko spojnica 4 i ploe 5 vezan sa klipom 7 zranog cilindra 6. Sila se moe ostvariti oprugom, komprimiranim zrakom ilk kombinacijom ovih izvora energije. U povratnom hodu pritiskivaa prese, dra lima 3 vri funkciju skidaa i skida komad sa izvlakaa 2. U gornjem dijelu alata nalazi se prsten za izvlaenje 1, koji je pomou ploe i cilindrinog rukavca 16 spojen sa pritiskivaem prese 17. U povratnom hodupritiskivaa prese komad iz prstena se izbija izbijaem 13. Sila izbijanja se prenosi preko motke izbijaa 14 sa letve 18, koja udara u graninike 20 na kuitu prese.

12 Maturski rad Duboko izvlaenjeKod ovakve prerade radi se o debljim materijalima te ne postoji opasnost od guvanja lima pa su ovi alati jednostavnije konstrukcije. Gornji sklop alata (sl.7,16) sastoji se od izvlakaa 1 sa produnikom 7 koji se preko konusne navrtke 8 stee u gornji nosa alata 9. U donjem nosau alata 10 smjeten je prsten za izvlaenje 2 i prsten za centriranje posude 4. Donji nosa alata je sa stezaima spojen sa stolom prese. Za skidanje komada je predvien segmentni skida 5. Segmenti su spojeni zavojnom oprugom 6 koja se savija prstenasto.

13 Maturski rad Duboko izvlaenje6. PRORAUNI

14 Maturski rad Duboko izvlaenje1. Odrediti dimenzije platineho = 50 25 , 14050 dho

mm h 5 , 2 6 , 1

mm h 5 , 2

raunska debljina posudemm h ho h 5 , 52 5 , 2 50 + + l1mm R h 5 , 46 6 5 , 52 l2mmR42 , 9214 , 3 62l3mm Rd15 52402 r1=mmS d5 , 2024121 402 ++r2mm l R 8 , 18 15 6 637 , 0 3 637 , 0 + + r3mml5 , 721523 D> nii ir l18 ) 3 3 2 2 1 1 ( 8 r l r l r l + + D ) 5 , 7 15 8 , 18 42 , 9 5 , 20 5 , 46 ( 8 + + D7 , 99 D100 2. Odreivanje broja operacijaSr% 1 % 1001001% 100 * DSm153 , 0 50 , 01 Dd

15 Maturski rad Duboko izvlaenjem276 , 0 75 , 012 ddm379 , 0 78 , 023 ddm481 , 0 80 , 034 ddm584 , 0 82 , 045 ddnsr45 4 3 2 m m m m + + +nsr8 , 0484 , 0 81 , 0 79 , 0 76 , 0+ + +nnsrD n dlog1 log log1 + n8 , 0 log100 53 , 0 log 40 log1 + n0969 , 072 , 1 62 , 11+ n 1 1+ n 2 n=2broj operacijad1[ ] mm D n 53 100 53 , 01 n275 , 0534012 dd3. Proraun sile izvlaenja za I operaciju izvlaenjaF1400 1 53 14 , 31 1 k S dm F14 , 53254 [N]

[ ]2/ 400 mm Nm za II operaciju izvlaenjaF29 , 0 400 1 14 , 3 402 2 k s dm

16 Maturski rad Duboko izvlaenjeF245216 [N]4. Proraun prstena i izvlakaa za izvlaenje a) radijus prstena za izvlaenjeI operacijarm1S d D ) 1 ( 8 , 0 1 ) 53 100 ( 8 , 0 48 , 5 85 , 6 8 , 0 II operacijarm2S d d ) 2 1 ( 8 , 0 1 ) 40 53 ( 8 , 0 88 , 2 6 , 3 8 , 0 b) zazorZ S C S f + 10 ( 2 2 ) 1 10 02 , 0 1 ( 2 + mm 12 , 2 06 , 1 2 c) prenik prstena i izvlakaaTolerisan unutranji prenik

mm d du s40

mm Z d ds M12 , 42 12 , 2 40 + + dsmin = ds- s = 40 0,05 = 39,95 mmdMmax = dM + M = 42,12 + 0,08 = 42,2 mm s = 0,05 mmt.49M = 0,08 mm t.49d) radijus zaobljenja I operacijars1mmd d5 , 23253 10022 1 II operacijars2=5 r

17 Maturski rad Duboko izvlaenje5. Izbor alata za duboko izvlaenjeStubne voice iz tab.31.d=40mm,d1=52mm, b=3mm, a=20mm,c=36mm, e=27,5mm,f=10mm,g=2mm,h=55mm, r=5mm, l=260mmIzbor ahure iz tab. 32. na osnovu usvojene stubne voice:d=40mm,d1=52mm, a=35mm,b=50mm,e=175mm, f=10mm, g=2mm,l=85mm,r=5mmIzbor cilindrinih rukavaca iz tab. 37.d=40mm, d1=30mm,d3=M27x2,d2=52mm,l=52mm,h=84mm,h1=120mm, c=7mm,a=55mm,b=7mm,z=4mm.

18 Maturski rad Duboko izvlaenjeLiteratura1. Konstrukcija alata 4 Devad Hodi2. Tehniko crtanje

19