POLITECHNIKA LUBELSKA

Instytut Technologiii Eksploatacji Maszyn

ZAKŁAD OBRÓBKI PLASTYCZNEJ

LABORATORIUM OGÓLNE OBR. PLAST.

Nazwisko i imię: Sagan Paweł Sawa Piotr Skoczylas Piotr

Ćwiczenie Nr :

4

Grupa

MD 104.1c

SemestrIV

Rok Akad.2003/2004

Temat ćwiczenia: Wytłaczanie

Data wyk.

03.03.2003.r.

Ocena:

CEL ĆWICZENIA : Celom ćwiczenie jest zapoznanie się z procesem wytłaczania i wyznaczenie granicznych wymiarów wytłoczek możliwych do uzyskania w jednej operacji.

POJĘCIA PODSTAWOWE I CHARAKTERYSTYKA PROCESUPrzekształcanie płaskiego kawałka blachy w wytłoczkę o powierzchni nierozwijalnej odbywa się najczęściej za pomocą operacji wytłaczania . W przypadku wytłaczania cienkich blach przyjmuje się najczęściej , że proces ten przebiega w płaskim stanie naprężeń , tj. gdy σ3 działające w kierunku normalnym do powierzchni blachy jest bardzo małe (σ3 =0). Naprężenia powodujące odkształcenie blach σ1 i σ2 mogą mieć różne znaki w poszczególnych obszarach wytłoczki. W wytłoczkach kołowo-symetrycznych np. o kształcie cylindryczno-stożkowym występują dwa charakterystyczne obszary . W kołnierzowej części wytłoczki istnieje proces zwany ciągnieniem , a w dolnej proces rozciągania .

Przebieg wytłaczania , a więc wielkość rozpatrywanych, sił można przedstawić na wykresach sił jako funkcję wartości stosunku początkowej średnicy D krążka do średnicy o walcowych ścianek wytłoczki .Maksymalną siłę wytłaczania Fk

max można wyznaczyć z przybliżonego wzoru:

F = k · Π · d · g · Rm

gdzie: d - średnica wytłoczki (liczona w środku grubości ścianek), g - początkowa grubość , Rm - wytrzymałość na rozciąganie kształtowanej blachy , k - współczynnik zależny od wartości m = d/D ; g/D · 100%

Pękanie obwodowe ścianki występuje w pobliżu dna wytłoczki (najmniejsza grubość ścianki) . Aby nie dopuścić do zerwania musi być zachowany warunek Fk

max < Fzr . Nierówność ta jest spełniona wówczas , gdy stosunek średnicy D krążka do średnicy d wytłoczki jest niniejszy od odciętej (D/d)gr punktu leżącego na przecięciu się linii Fk

max i Fzr Warunek w/w jest zatem spełniony w zakresie (D/d)gr > (D/d) lub wprowadzając tzw. współczynnik wytłaczania równy odwrotności stosunku D/d

d/D = m1 > (d/D)gr

Zjawisko fałdowania kołnierza jest pewną formą wyboczenia blachy . Zachodzi ono pod wpływem ściskających naprężeń obwodowych , gdy grubość blach g jest zbyt mała w porównaniu ze średnicą D odkształconego krążka . Przy wykonywaniu wytłoczcie o innych kształtach niż cylindryczne , fałdy mogą powstać również poza kołnierzem w obszarach swobodnych (nie podpartych przez elementy kształtujące narzędzi) .Najprostszym sposobem zapobiegania fałdowaniu się płaskiego kołnierza jest zastosowanie dodatkowego pierścienia dociskającego blachę do powierzchni pierścienia ciągowego z pewną siłą Fd tzw. dociskacza . Często też aby zmniejszyć obwodowe naprężenia ściskające stosuje się tzw. żebra lub progi ciągowe w konstrukcjach tłoczników zwiększające promieniowe naprężenia rozciągające .Podstawowymi elementami projektowania procesu technologicznego wytłaczania są : wyznaczenie wymiaru wyjściowego materiału i określenie maksymalnie możliwych do wykonania wymiarów wytłoczki (sprawdzenie możliwości wykonania danej wytłoczki) w jednej operacji.

Wytłoczki o powierzchni nierozwijalnej najczęściej kształtowane są przez ciągnienie w połączeniu z rozciąganiem i jak wykazały doświadczenia mimo lokalnych zmian grubości ścianki to średnia jej grubość różni się nieznacznie od początkowej grubości blachy . W obliczeniach przyjmujemy stałą grubość blachy , a więc pole powierzchni wytłoczki równe polu krążka użytego do tłoczenia . Zależność ta umożliwia wyznaczenie w sposób przybliżony początkowej średnicy krążka D niezbędnego do ukształtowania wytłoczki o określonym polu powierzchni. Naddatek na wyrównanie obrzeża najczęściej przyjmuje się od 5% do 20% wysokości wytłoczki.

PRZEBIEG ĆWICZENIA- zapoznanie się z badanymi próbkami (wymiary i materiał próbek)- obliczanie sił potrzebnych do wytłoczenia poszczególnych próbek- zapoznanie się ze stanowiskiem do wykonania ćwiczenia- wytłaczanie próbek i pomiar sił wytłaczania- analiza wyników

TABELA DANYCH

Lp.

Dmm

gmm

Rm

MPaDs

mmd

mmm g/

D·100%

1.

50

0,5

100 25,8

26,3 0,53 12. 0,8 26,6 0,53 1,63. 1,0 26,8 0,53 24. 1,5 27,3 0,56 3

SIŁY W PROCESIE WYTŁACZANIA

Lp. Siła teoretyczna (obliczona) [N] Siła rzeczywista (zmierzona) [N]1. 4129 32002. 6013 34003. 6732 44004. 7715 7400

Zdjęcie przedstawia otrzymane wytłoczki

Próbka 1 i 2 jest pofałdowana na powierzchni bocznej co jest spowodowane zbyt małą grubością krążka w porównaniu do jego średnicy. Próbka 3 i 4 obrazuje anizotropię właściwości materiału próbki powodującą fałdowanie brzegów wytłoczek.

WNIOSKI

Siły teoretyczne różnią się od rzeczywistych otrzymanych w procesie wytłaczania. Podczas wytłaczania powstają w wytłoczkach wady taki jak: pęknięcie przy denku, pofałdowania na brzegach lub na powierzchniach bocznych, rysy itp.Co może być spowodowane właściwościami struktury materiałów i wymiarami próbek.