Projekat - Obrada Deformacijom

Obrada deformacijom I – probijanje, prosijecanje i savijanje

PRVI PROJEKTNI ZADATAK

A) Odsijecanje na makazama, probijanje i prosijecanje na presama

Za element prema priloženom crtežu razraditi tehnologiju izrade.

Izgled elementa

1


1. Proračun razvijene dužine elementa

Razvijena dužina elementa se računa prema obrascu (108):

gdje su:n – broj ravnih dijelova,N – broj savijenih dijelova,li - dužine ravnih dijelova,ϕi ° - uglovi savijanja,ri - unutrašnji radijusi savijanja,

ξ i=f ( ri

s ) - koeficijent,

s – debljina lima.

Pošto je element simetričan, razvija se samo jednu njegova polovina(lijeva), slika 1.

Na osnovu slike 1 je: n=4 , N=3 i ϕ1,2,3=90 ° i pri čemu su dužine ravnih dijelova sa slike:

l1=80−R1=80−5=75 mm

l2=30−(R1+R2+s )=30−(5+6,5+1,5 )=17 mm

l3=35−2 s−2R2=35−3−13=19 mm

l4=30−R2=30−6,5=23 ,5 mm

Iz Tabele 42 se za odnos r / s=2,5/1 ,25=2 očitava ξ=0 ,45 , pa je ukupna dužina razvijenog elementa:

L=2 [∑i=1

2

li+π180 ∑i=1

1

ϕi° (r i+ξ i⋅s) ]=2[ l1+l2+ l3+l4+3π180

ϕ1/2/3 (r1 /2+ξ⋅s )]= =2[75+17+19+23 ,5+3

π180

90 ° (6,5+0 ,45⋅1,5 )]=336,5885 mm

2

L=∑i=1

n

li+π

180∑i=1

N

ϕi ° (ri+ξ i s ) [mm ]


2. Sila i deformacioni rad odsijecanja na makazama

Odsijecanje traka vrši se iz tabli limova dimenzija 2000x1000 mm na makazama sa ravnim paralelnim noževima (tab. 12, red 2). Sila odsijecanja se računa prema obrascu (33):

F=τ m⋅A

gdje je: – čvrstoća materijala na smicanje.

Iz Tabele 4 za čelik Č.1121 je: σ m=500MPa, τ m=400 MPa. Na osnovu Tabele 9 za τ m=400 MPa

i debljinu lima s=1,25 mm relativna dubina odsijecanja: ε ot=0,6 .

Površina A iznosi:

=1250 mm2

Gdje je s =1,25mm – debljina lima, a b =1000mm širina lima.

Sila odsjecanja je:

F=400⋅1250=500 N

Stvarna sila makaza (obrazac 34.):

FM=1,3⋅F=1,3⋅500=650 N

Bočni otpor (obrazac 35.):

N

Gdje je γ=5 ° -ugao zakretanja materijala koji se odsijeca (za odsijecanje sa držačima lima)

Deformacioni rad odsjecanja:

W≈0,6⋅σm⋅εot⋅A⋅s=0,6⋅500⋅0,6⋅1250⋅1 , 25=281250 Nmm W=281,25 Nm

3


3. Raspored komada u traci i stepen iskorištenja materijala

Na osnovu izračunate razvijene dužine elementa L=336,58 mm usvaja se veličina ruba i mosta b=2,9mm, pa je konačna širina trake (za slučaj jednorednog rasporeda komada u traci):

B=L+2 b=336 , 58+2⋅2,9=342, 38 [mm ]

Raspored elemenata u tabli i traci

Za proračun procentualnog otpatka i stepena iskorištenja materijala razmatraju se dva moguća načina slaganja komada u trake, odnosno isjecanja traka iz tabli lima i rasporeda elemenata u tim trakama.

VARIJANTA I:

Širina trake:B=c+2b=336 , 58+2⋅2,9=342 ,38 [mm ]

Dužina trake: L = 1000mm

Broj traka: N=2000/343=5,83 kom

Broj elemenata u traci:z= L−b

x=1000−2,9

122,9=8 , 11kom

gdje je :x = b + d =120+2,9=122,9– posmak trake.

4

Usvaja se: B = 343 mm

Usvaja se: B = 343 mm

Usvaja se: N = 5 kom.

Usvaja se: z = 8 kom.


Slika 3. Raspored komada u traci: varijanta I

I slučaj rasporeda komada u traci.

Procentualni otpadak, u odnosu na cijelu tablu lima iz koje se isjecaju trake, računa se kao:

gdje su:

- Bt=2000 , mm – širina table lima,

- Lt=1000 , mm – dužina table lima, - n – ukupan broj elemenata koji se može dobiti iz table lima, u ovom slučaju n=252 komada i- A – površina jednog elementa.

Površina jednog elementa je:

A= 4886,72 mm2

Procentualni otpadak za ovaj slučaj:

Δ=B t Lt−nA

B t Lt

100 %=2000⋅1000−252⋅4886 , 722000⋅1000

⋅100 %=38 ,42 %

Stepen iskorištenja materijala, u odnosu na tablu iz koje se isjecaju trake prema obrascu (61) je:

5

Δ=A t−nA

At

100 %=Bt Lt−nA

Bt Lt

100 %

A= 4886,72 mm2

=38,42%


η=nA

Lt B t

100 %=2524886 ,722000⋅1000

⋅100 %=61 , 58%

Proračun za Varijantu II se računa po istom principu kao i za varijantu I i rezultati proračuna za obje varijante su pokazane u tabeli 1.

Tabela 1. Stepen iskorištenja materijala.

Širina trake

B, mm

Dužina trake

L, mm

Broj komadan,kom

Procentualni otpadak

%

Stepen iskorištenja materijala

%I varijanta 142 1000 252 η=38 , 42 η=61 ,58

Na osnovu podataka iz Tabele 1, stepen iskorištenja materijala je veći za I slučaj isjecanja i rasporeda, pa iz tog razloga usvaja ovaj način rasporeda komada.

4. Proračun sila i deformacionog rada prosijecanja konture i probijanja otvora

Sila prosjecanja (probijanja) se računa prema obrascu (44):

gdje je:

L – obim dijela koji se prosjeca (probija) ili obim platine,s – debljina materijala i

τ m - čvrstoća smicanja τ m=400 MPa).

Rezultati proračuna sila probijanja i prosijecanja za različite probojce i prosjekače data je u tabeli 2.

Tabela 2. Sile probijanja i prosijecanja.

Vrsta i dimenzije otvoraObim

kontureL, mm

Sila probijanja

F, kNÆ10 31,4 7,853

Pravougaonik 2 X (h1+b1 )=2(20+40 ) 120 40

Granični prosjekač 2 X (136,2 + 4) 280,4 140,2Sila prosijecanja konture elementa 372,2 186,1

Ukupna sila potrebna za istovremeno probijanje i prosjecanje svih kontura je jednaka zbiru pojedinačnih sila, tj.:

F=∑i=1

4

F i=F1+F2+F3+F4=

=4⋅7 , 835+40+140 , 2+186 ,1=397 , 64 kN

6

=61,58%

F=Lsτ m [ N ]

F=397,64 kN


Sila na osnovu koje se vrši izbor prese je:

FM=1,3⋅F=1,3⋅397 , 64=516 , 93 kN

Rad prosjecanja (probijanja) se računa se prema izrazu (47):

gdje su:

- x=

F sr

Fm - faktor (Tabela 15),

- Fm - maksimalna sila prosjecanja (probijanja) - s = 1,25 mm – debljina materijala.

Iz Tabele 15 za τ m=400 MPa i s=1,25 mm je x=0,5 pa je:

W=0,5⋅516 ,93⋅1 ,25=323 , 08 kNmm

5. Kriterij granične sile i kriterij deformacionog rada

Kriterij granične sile, za izbor prese za prosjecanje (probijanje), prema izrazu (50) glasi:

gdje su:Fm- maksimalna sila prosjecanja (probijanja) dobivena u prethodnom proračunu iFg - granična sila pritiskivača prese.

Granična sila pritiskivača prese se računa prema obrascu (49):

gdje su:Fn - nominalna (nazivna) sila na pritiskivaču, – ugao krivaje u trenutku početka probijanja i

n – nominalni ugao (α n=250).

Ugao krivaje u trenutku početka probijanja može se izraziti u funkciji od hoda pritiskivača, kao:

gdje je:H – ukupan hod pritiskivača prese ih – hod pritiskivača od početka probijanja (prosjecanja) do DMT.

7

FM=516,93 kN

W=xFm s [kNmm ]

W= 323,08kNmm

Fm≤Fg

Fg=Fn

sin αsin α n

α=α (h )=arccos(1−hr )=arccos(1−2 h

H ) [° ]


Usvaja se presa sa nominalnom silomFn=630 kN i rasponom hoda pritiskivača H=8÷100 mm. Za

ukupan hod pritiskivača usvaja se vrijednost:H=40 , mm, a za hod pritiskivača od početka probijanja

do DMT, usvaja se debljina lima (s=1, 25 ), tj.: h=1 ,25 mm, pa je:

α=arccos(1−2hH )=arccos (1−2⋅1 ,25

40 )=20 ,36 [° ]

Sada je:

Fg=Fn

sin αsin α n=

630000sin(20 ,360 )

sin(250 )=765265 ,94 N

Po kriteriju granične sile je: 516,93kN=Fm≤Fg=765 ,265kN ,

što znači da izabrana presa po kriteriju granične sile može izvršiti potrebno probijanje (prosjecanje).

Kriterij deformacionog rada izraz (52), glasi:

gdje je:W – rad prosjecanja (probijanja) iWn – nominalni rad prese.

Nominalni rad prese je prema izrazu (51):

W n=FnH2 (1−cosα n)=630

402

(1−cos25 ° )=1180,52 kNmm

Prema kriteriju deformacionog rada je 323 , 08 kNmm=W≤W n=1180 , 52kNmm

što znači da usvojena presa može obaviti svoju funkciju.

6. Određivanje zazora, dimenzija i izradnih tolerancija probojaca i ploča za probijanje

Proračun zazora

1. Analitički način . Zazor se na ovaj način računa po formuli (55) i iznosi:

w=2 s (1−εot ) tg β=2⋅1 ,25⋅(1−0,6 )tg 5°=0 ,0874 mm

gdje su:s – debljina materijala,ε ot - relativna dubina prosjecanja (Tabela 9) i

8

Fg=765,265 kN

Wg= 1180,52 kNmm

W≤W n

W=0,0874 mm


β - ugao smicanja materijala

- za meki čelik β=5 °÷6 °

- za čelik srednje tvrdoće β=4 °÷5 °

- za tvrdi čelik 4 .

Pošto je ε ot=0,6 , usvaja se β=5 ° .

2. Po G.Ohleru . Zazor se računa prema izrazu (56) i iznosi:

w=cs √ τm

10=0 ,01⋅1 ,25⋅√400

10=0 , 07905

mm

gdje jec koeficijent koji se kreće u granicama c=0 ,005÷0 ,035 . Usvaja se c=0 ,01 .

Zbog habanja alata i lakše mogućnosti njegove prepravke, od proračunatih se usvaja najmanji zazor,

tj.: w=0 , 07905 mm.

Određivanje dimenzija i izradnih tolerancija alata za probijanje i prosijecanje

Kružni otvor dimenzije Æ 10H13

Nazivna dimenzija otvora: D=10 mm

Izradna tolerancija otvora: H13, Δ=0 ,180 mm

Maksimalna dimenzija otvora: Dmax=D+Δ=10+0 , 180=10 , 180 mm

Minimalna dimenzija otvora: Dmin=D=10 mm

Nazivne dimenzije alata:

- probojca: d s=Dmax=10 ,180 mm

- prstena: d M=d s+w=10 , 180+0 ,07905=10 ,2559 mmIzradne tolerancije alata:

- probojca: h9, t s=0 ,030 mm

- prstena: H10, tM=0 ,048 mm

Granične dimenzije alata:

- probojca: d smin=ds−t s=10 ,180−0 , 030=10 ,150 mm

- prstena: d M max=dM+tM=10 ,2559+0 ,048=10 ,3039 mm

Rezultati proračuna za ostale dijelove alata dati su tabelarno.

Tabela 3. Zazori i tolerancije izrade alata.

Φ5 H13Kvadrat 10ٱ H13x30H13

Granični prosjekač72,9h12x4h12

9

W3=0,07905

do

d

F

H

D

eb

e

a ee

A

a

L

BH

F

s


Nazivna mjera otvora 10A = 20B = 40

A = 72,9B = 4

Izradna tolerancija otvora,(Δ) 0,180ΔA = 0,270ΔB = 0,390

ΔA = 0,400ΔB = 0,120

Maksimalna dimenzija otvora 10,180Amax = 20,270Bmax = 40,390

Amax = 73,4Bmax = 4,120

Minimalna dimenzija otvora 10A = 20B = 40

A = 72,9B = 4

Nazivne mjere alataProbojac 10,180

as = 20,270bs = 40,390

as = 73,4bs = 4,120

Matrica 10,2559aM = 20,34905bM = 40,46905

aM =73,5209bM = 4,19905

Izradne tolerancije alataProbojac 0,030

tsa = 0,058 tsb = 0,084

tsa = 0,1 tsb = 0,030

Matrica 0,048TMa = 0,090 TMb = 0,130

TMa = 0,160 TMb = 0,048

Granične dimenzije alataProbojac 10,150

asmin = 20,212bsmin = 40,306

asmin = 150,5bsmin = 4,09

Matrica 10,3039aMmax = 20,25905bMmax = 40,45605

aMmax =73,6609bMmax = 4,15105

7. Provjera otpornosti ploča za prosjecanje i probijanje

Zadati profil ploča za probijanje (prosijecanje) je ploča TIP 1, cilindrična ploča s konusom, prema slici u Tabeli 24. Kao način učvršćenja usvaja se da je ploče za probijanje upresovane, dok su ploče prosjekača vijcima vezane za glavnu ploču.

Proračun ploče za probijanje otvora Æ 10

Dimenzije ploča za probijanje date su na slici 8. Debljina ploče se određuje po izrazu (62):

gdje su:s – debljina lima,d – dimenzija otvora ploče (dimenzija komada),c=f (σ m )- koeficijent koji zavisi od čvrstoće na istezanje materijala koji se prosjeca (probija) i za

ovaj slučaj iznosi: c=1,1 .Sada je za otvor Æ10 visina ploče:

H= (10+5 s+0,7√2d ) c= (10+5⋅1,5+0,7 √2⋅10 )1,1=21 ,69 mm

10

H= (10+5 s+0,7√2d ) c


(a) Okrugla matrica (b) Pravougaona matrica

Slika 5. Osnovne dimenzije potrebne za proračun ploča za probijanje

Širina ruba ploče se računa prema obrascu (63):

e=(10÷12 )+0,8 H=(10÷12 )+0,8⋅21 , 69=26 ,24÷28 ,24 mm

Provjera ploče na savijanje se vrši preko uslovne nejednačina:

¸ ili

- za pravougaonu ploču (64) ili - za okruglu ploču (65)gdje su:

F, N – sila prosjecanja (probijanja),H, mm – debljina ploče,d, mm – dimenzija otvora u ploči,do , mm – prečnik oslonca,σ sd - dozvoljeno naprezanje na savijanje, σ sd=500 MPa (za kaljeni i termički napušteni legirani alatni čelik).

Za prečnik oslonca se usvaja do=20 pa je:

σ s=2,5 F

H2 (1−23

ddo

)=2,5⋅7853

222⋅(1−

23⋅

1020 )=27 ,04≤σ sd=500

MPa

11

Usvaja se: H=22mm i e=27 mm.

σ s=2,5 F

H2 (1−23

ddo

)≤σ sdσ s=0 , 75

F⋅l

(B−b)H2≤σsd [ MPa ]


Kako možemo vidjeti , ploča je predimenzionisana.

Uvodeći stepen sigurnosti υ koji predstavlja odnos dozvoljenog i stvarnog napona, pri tome uzimajući da je υ=2 , slijedi:

υ=σ sd

σs

⇒ σ s⋅υ=σ sd ⇒ 2,5 FH2 (1−2

3ddo

)υ=σsd

odakle se može izračunati visina ploče H, tj.:

H=√ 2,5 Fυσ sd

(1−23

ddo

)=√ 2,5⋅7853⋅2500 (1−2

31020 )=7 ,235

mm

Širina ruba ploče je sada:

e=(10÷12 )+0,8 H=(10÷12 )+0,8⋅7 ,235=15 ,78÷17 , 78 mm

pa je nakon ovoga, napon na savijanje:

σ s=2,5 F

H2 (1−23

ddo

)=2,5⋅7853

82 (1−23

1020 )=204 , 5≤σ sd=500

MPašto zadovoljava.Vanjski prečnik ploče za probijanje (matrice) je konačno:

D=6+2 e=6+2⋅17=40mm

Rezultati proračuna za ostale matrice dat je u tabeli 4.

12

Usvaja se: H=8mm i e=17 mm.

D = 40

Obrada deformacijom – probijanje, prosijecanje i savijanje

Tabela 4. Proračun ploča za probijanje i prosijecanje.Otvor

Ø10mmPravougaonik

20ٱ x 40mmGranična ploča

72,9 x 4mm

Debljina ploče H (mm)Proračun 21,69 22,74 25,5Usvojeno 22 25 27

Širina ruba e (mm)Proračun 26,24-28,24 28,19-30,19 30,4-32,4Usvojeno 27 29 32

Raspon oslonca d0 (mm) za kružni otvor iliRaspon oslonca l (mm) za provougaoni otvor

20 36 146

Napon na savijanje σM (MPa) po proračunu 27,04 104,42 436,77

Dimenzije ploče: D, a x a ili a x b (mm) 40 68 x 88 200,2 x 68

Stepen sigurnosti υ 2 2

Debljina ploče H (mm)Proračun 7,235 8,63Usvojeno 8 9

Širina ruba ploče e (mm)Proračun 15,78-17,78 16,94-18,94Usvojeno 17 18

Napon na savijanje σM (MPa) po proračunu 204,5 158,73

Dimenzije ploče: D, a x a ili a x b (mm) 40 46 x 66

Usvojena visina svih ploča H (mm) 13

13


8. Provjera probojaca i prosjekača na pritisak i izvijanje

Probojac za probijanje kružnog otvora prečnika Æ 10

Provjera na pritisak. Provjera na pritisak se vrši prema obrascu:

gdje su:F, N – sila prosjecanja (probijanja),A, mm2 – površina poprečnog presjeka probojca (prosjekača),σ pd - dozvoljeno naprezanje na pritisak, σ pd=(1000÷1600 ) MPa. Usvaja se pd = 1200 MPa.

U konkretnom slučaju je F = 7853 N i površina:

A=d2 π4

=102 π4

=78 , 5 mm2

pa je:

σ p=FA=7853

78 ,5=100 ,03≤σ pd=1200

MPašto znači da napon zadovoljava.

Provjera na izvijanje. Kod probojaca (prosjekača) kružnog poprečnog presjeka koji su uklješteni i vođeni je maksimalna dozvoljena dužina probojca (prosjekača), izraz (68A) je:

ili

( rezna kontura krug prečnika d)(rezna kontura pravougaonik bxh)

gdje je:d, mm – prečnik probojca (prosjekača),b i h,mm stranice pravougaonika (h<b)s, mm – debljina lima,τ m - čvrstoća na smicanje materijala koji se probija.

U konkretnom slučaju je: d = 10 mm, s = 1,5 mm, m=400 MPa pa je:

lmax=2,8⋅91√ d3

s⋅τm

=2,8⋅91√103

1,5⋅400=350 , 6

mm

Proračun za ostale probojce (prosjekače) dat je u tabeli 5.

14

σ p=FA≤σ pd

lmax=2,8⋅91√ d3

sτm

σp ≤ σpd

lmax=350,6mm

lmax=47√ bh3

(b+h )sτm


Tabela 5. Proračun probojaca prosjekača na pritisak i izvijanje.

OtvorÆ5

Pravougaonik20 x 40

Graničniprosjekač136,2x 4

Površina poprečnog presjeka,A, mm2 78,5 800 544,8

Sila probijanja (prosijecanja),F, N

7853 40000 140200

Napon na pritisak,p, MPa

400,05 50 257,34

Kritična dužina,lmax, mm

350,6 140,12 43,23

Za slučaj usvajanja većih dužina od dužine najkraćeg probojca (lmax=43,23 mm kod graničnog prosjekača), ovaj probojac će biti izrađen s ojačanjem i biti ponovo provjeren na izvijanje. Usvaja se jednaka visina svih probojaca lmax=45 mm.

9. Određivanje položaja težišta alata

Za usvojeni raspored komada u traci određuje se težite sila probijanja i prosijecanja. Dužine elemenata (kontura) prema slici 6 date su u tabeli.

X=∑i=1

8

Li⋅x i

∑i=1

8

Li

=62137 , 4683 , 64

=90 ,89

mm

Y=∑i=1

8

Li⋅y i

∑i=1

8

Li

=0

mm Proračun težišta u pravcu x i y ose dat je tabelarno:

Tabela 6. Proračun težišta u pravcu x-ose.

15

X=90,89mm

Elementi Dužina elementa Ordinata težišta x i Li⋅x i

I-krugφ 10 31,4 15,4 483,56

I-krugφ 10 31,4 15,4 483,56

I-krugφ 10 31,4 40,4 1268,56

I-krugφ 10 31,4 40,4 1268,56

II- pravougaonik 10 x 30 120 80,8 9696III- graničnik 176,12 146,61 25820,95III- graničnik 176,12 174,51 30734,70IV- rub 2,9 85,8 212,15 18202,47

683,64 62137,4


10. Izbor i proračun opruga skidača

Sila skidanja komada s probojaca i prosjekača se računa prema obrascu (70):

F s=C s⋅F=0 ,11⋅397 ,64=43 , 74 kNgdje su:

F = 397,64 kN – ukupna sila prosjecanja (probijanja),C s=0,1÷0 ,12 – koeficijent skidanja koji zavisi od vrste radnog procesa i debljine materijala i dat je u Tabeli 27.

Konstrukcija se izvodi sa Nk=8 paketa tanjirastih opruga. Primjer ugradnje dat je na slici 7.

Slika 7. Primjer ugradnje paketa tanjirastih opruga

Sila koja otpada na jedan paket, što je ujedno i sila jedne opruge u paketu, je:

F so=F s

Nk

=43740 , 48

=5467 ,55 N

Prema ovoj veličini sile, bira se tanjirasta opruga iz tabele 29, redni broj 14 s podacima:- prečnik opruge D = 18mm- prečnik otvora d = 8,2 mm- debljina opruge s = 0,8 mmvisina opruge h = 1,30 mm- maksimalno dozvoljeno opterećenje Fmax = 6900 N- maksimalno dozvoljeni ugib fmax = 0,35 mm

Za određivanje broja opruga u jednom paketu – n, mora biti zadovoljen uslov:F so≤F r

gdje je:

F r=Fmax

f max

f k

n - radna sila oprugef k=f kp+h - radni ugib paketa oprugaf kp=nf p - ugib prednaprezanja paketa oprugaf p=(0,1÷0,2 ) f max - ugib prednaprezanja jedne opruge f p=0,1 f max=0,1⋅0 , 35=0 , 035 mm

16


hs= (5÷15 ) s - hod ploče skidača hs=7,5 s=7,5⋅1 ,25=8 ,75 mmodakle je nakon uvrštavanja:

n≤Fmaxhs

F so f max−Fmax f p

Sa druge strane mora biti zadovoljen uslov:

f k≤f kmax

gdje je maksimalan ugib paketa opruga f k max=nf max odakle slijedi:nf p+hs≤nf max

odnosno:

n≥hs

f max−f p

Iz prethodna dva uslova slijedi:hs

f max−f p

≤n≤Fmax⋅hs

F so⋅f max−Fmax⋅f p

gdje je nakon uvrštavanja:8 ,75

0 ,35−0 , 035≤n≤6900⋅8 ,75

5467 , 55⋅0 , 35−6900⋅0 , 035

odnosno 27 , 77≤n≤36 ,106 . Pošto n mora biti cijeli broj, usvaja se n = 30.

Sada je:

f kp=nf p=30⋅0 ,035=1 ,05 mmf k=f kp+hs=9,8 mm

Visina neopterećenog paketa opruga je:

H=n⋅h=30⋅1,3=39 mmVisina prednapregnutog paketa opruga:

H p=H−f kp=39−1 ,05=37 , 95 mm

Radna visina paketa opruga:

H r=H−f k=39−9,8=29 , 2 mm

17


Provjera opruga. Da bi opruga bila dobro dimenzionisana mora biti zadovoljen uslov:

F so≤F r≤Fmax

gdje je:Fso - sila skidanja po jednom paketu odnosno po jednoj opruzi,F r - radna sila paketa opruga odnosno radna sila jedne opruge,

F r=Fmax

f max

f ko=Fmax

f max

f k

n=6900

0 ,359,830

=6440 N

Fmax=6900 N – maksimalno dozvoljeno opterećenje opruge.

Konačno je:F so=5467 ,55≤F r=6440≤Fmax=6900 [ N ]

što zadovoljava.

18


B) Savijanje

Slika 8. Operacije savijanja komada sa alatom za savijanje V-profila

I) Savijanje u prvoj i drugoj operaciji (b=25)

1. Proračun momenta savijanja s očvršćavanjem u čisto plastičnom području

Određivanje poluprečnika neutralne naponske i neutralne deformacione linije. Moment savijanja:

gdje su:

β = 2

√3= 1 ,15

- za ravninsko deformaciono stanje (str. 313)

Kriva oćvrščavanja aproksimirana je tangentom:

19

M = β b { ( D + B ) s2

4− B √R r

2 [ R + 13

r2

R− 4

3√R r ] }

D = km

1 − 2 ψ m

1 − ψm , iB = t g⋅α m

=km

1−ψm

M = 5308,34 Nmm = 5,308


Iz slike 17. (tabela) Č.1120 – odgovara Čelik 10 i na osnovu toga je ::

k pm = 445N

mm2;

k pm

km

=1, 19;

k m =k pm

1 ,19= 445

1 , 19= 373 , 94

Nmm2

; ψm = 0 , 16

D = 373 , 941 − 2⋅0 , 16

1 − 0 ,16= 302 ,71

MPa

B = 373 , 941 − 0 , 16

= 445 , 16 MPa

gdje je:

b = 25mm ; r = 2,5 mm ; R = r+s = 2,5+ 1 ,25 =3 ,75mm ,

pa je konačno:

M = 1,15⋅25 { ( 302 ,71+ 445 ,16 ) 1 ,252

4− 445 ,16√ 3 ,75⋅1 ,25

2 [ 3 ,75 + 13

2,52

3 ,75− 4

3√3,7 5⋅2,5 ] }=5308 ,34

Nmm

Poluprečnik krivine neutralne naponske linije

ρm=√ R⋅r = √3 ,75⋅2,5 =3 , 06 mm

Poluprečnik krivine neutralne deformacione linije

ρd=[ rs+ m

2 ] s⋅m⋅n=[ 2,51 ,25

+ 0 ,9852 ]⋅1 , 25⋅0 , 985⋅1=3 ,08 mm

gdje su:rs= 2,5

1 ,25= 2

; m = f⋅( r

s )= 0 ,985;

bs≥ 1

; n = f⋅( b

s )= 1

2. Sila i deformacioni rad savijanja

Sila savijanja V-profila u kalupu računa se prema izrazu (101):

gdje je:

20

k = km

1 − 2ψ m + ψ

1 − ψm

D=302,71 MPa

B=445,16 MPa

F = 2⋅Mrt+0,5⋅s

⋅ctgϕ2

rmin= 0,625mm

rmax= 335,93mm

F=34,478k

F = 3,397 kN


rt = 2,5 mm – radijus tiskača, pa imamo da je sila savijanja V-profila:

F= 2⋅5308 ,342,5+0,5⋅1 ,25

=10616 ,683 ,125

⋅1=3397 ,33N

Da bi se spriječilo pomjeranje lima u toku savijanja on se pridržava sa cilindar spojnicama koje imaju profilisanu glavu (glava u obliku V-profila sl. 132 c). Pa se sila savijanja kod primjene uređaja za držanje lima povećava shodno obrazcu (97) na vrijednost:

F1 = 1,3 F = 1,3 3,397= 4,416 KN

Potrebna sila kalibriranja zbog poravnanja, obrazac (102):

gdje su:

c [mm] – dužina ravnog dijela kraka, koja prema slici 109 iznosi

c=h−s−r⋅(1−cos

ϕ2)

sinϕ2

=15⋅cos45−1 , 25−2,5⋅(1−cos 45 )sin 45

=12 ,19 mm

p = 80 MPa – specifični pritisak poravnanja (tab. 41);

pa je potrebna sila kalibriranja:

F=2⋅80⋅25⋅12 , 19⋅cos 45=34478 , 52 N

Deformacioni rad savijanja je prema obrascu (106a):

W =σ m

√3s

2r +sb [ ( r + s)2 −r 2 ] ϕ

2=500

√31, 25

2⋅2,5+1 ,2525 [ (2,5+1 ,25 )2−2,52 ] π

4=9674 , 205 Nmm=9 , 674 Nm

gdje jeϕ - ugao savijanja (kod savijanja dvostrukog ugaonikaϕ = π /2 ).

3. Provjera maksimalno mogućeg i minimalno dozvoljenog radijusa savijanja

Maksimalni radijus savijanja, obrazac (110):

r max =s E2 σv

= 1 , 25⋅215⋅103

2⋅400= 335 ,93 mm

Minimalni radijus savijanja, obrazac (109a):

r min = c s= 0,5⋅1, 25= 0,625 mm

gdje je c = 0,5 (tabela 45).

21

F=2⋅ p⋅b⋅c⋅cosϕ2

KN

r min = 0,625 < r =2 ,5 < r max =335 , 93


4. Određivanje radijusa i ugla tiskača za savijanje

Na osnovu izraza za faktor elastičnog ispravljanja slijedi:

gdje su:r = r2 =2,5 mm − radijus savijanja

α = α2 = 90o − ugao profilars= 2,5

1 , 25= 2⇒ iz dijagrama sl . 144⇒K = 0 , 98

r1 = 0 ,98⋅( 2,5+1 , 252 )− 1 ,25

2= 2 , 437 mm

r1 = r t = 2 , 437 mm

Ugao savijanja i ugao tiskača:

ϕ = ϕ2 = 180o − α = 180o − 90o = 90o

α 1 = 180o − ϕ1 = 180o −ϕ2

K= 180o −

90o

0 , 98= 88 ,2o

Ugao tiskača:

Veličine elastičnog ispravljanja r, :

r = r2 − r1 = 2,5 −2, 437= 0 ,063 mm

= α 2 − α 1 = 90o − 88 ,2o = 1,8o

5. Dimenzije kalupa i tiskača za savijanje

a) Radijus tiskača za savijanje V-profila (str. 382):

22

K =r1 +

s2

r2 +s2

=ϕ2

ϕ1

=> r 1 = K⋅( r2 +s2 )− s

2

t = 1 = t = 1 =

r =0,063

=1,8

r1=rt = 2,437mm


rt = K ( r2 +s2 )− s

2= 2 ,437 mm

b) Radijus kalupa:rk ≥ 5 mm

za h = 15¿cos 45=10,6 mm i s = 1,25 mm, tab.46.

c) Radijus na dnu gravure kalupa (Rk ) Ovaj radijus se bira u granicama:

Rk =(0,6¿ 0,8)¿(r t+s )=2,212¿ 2,95=2,5d) Dužina kraka kalupa (E) Prema tabeli br. 48 za s=1,25 mm i dužinu kraka profila e=15 mm→ E=10 a kako mora biti

ispunjen uslov E¿3 rk tada je:E=15 mm

e) Rastojanje između centara radijusa kalupa (lk ). Ovo rastojanje se može odrediti po približnom obrazcu

lk=2⋅b⋅sinα2=2⋅25⋅sin 45=35 ,35 mm

a i ispunjen je uslov : lk≥0,8⋅L=0,8⋅21=16 , 8mm f) Visina gravure kalupa (H). U zavisnosti od debline materijala s=1,25 mm H=10 mm

g) Ukupna visina kalupa (Hk ):H k = H d+H+rk=30+20+5=55 mm

za s=1,25 mm

h) Ugao tiskača(α t )t = 88,2o

II) Savijanje u trećoj i četvrtoj operaciji (b=50)

1. Proračun momenta savijanja s očvršćavanjem u čisto plastičnom području

Određivanje poluprečnika neutralne naponske i neutralne deformacione linije. Moment savijanja:

M = β b { ( D + B ) s2

4− B √R r

2 [ R + 13

r2

R− 4

3√R r ] }

gdje su:

β = 2

√3= 1 ,15

- za ravninsko deformaciono stanje (str. 313)

D = km

1 − 2 ψ m

1 − ψm , B = tg⋅α m

=km

1−ψm

Kriva oćvrščavanja aproksimirana je tangentom:

23

rk =5mm

Rk =2,5 mm

E =15 mm

lk =35,35 mm

H =10 mm

Hk =55 mm


k = km

1 − 2ψ m + ψ

1 − ψm

Za Č.1120 – odgovara čelik 10 u tabeli sl. 17 je:

k pm = 445N

mm2;

k pm

km

=1, 19;

k m =k pm

1 ,19= 445

1 , 19= 373 , 94

Nmm2

; ψm = 0 , 16

D = 373 , 941 − 2⋅0 , 161 − 0 ,16

= 302 ,71 MPa

B = 373 , 941 − 0 , 16

= 445 , 16 MPa

b = 50mm ; r = 2,5 mm ; R = r+s = 2,5+ 1 ,25 =3 ,75mm

M = 1,15⋅50 { ( 320 , 71+ 445 ,16 ) 1 , 252

4− 445 , 16√3 ,75⋅2,5

2 [ 3 ,75 + 13

2,52

3 ,75− 4

3√3 , 75⋅2,5 ] }=8463 , 8

Nmm

Poluprečnik krivine neutralne naponske linije

ρm=√ R⋅r = √3 ,75⋅2,5 =3 , 06 mm

Poluprečnik krivine neutralne deformacione linije

ρd=[ rs+ m

2 ] s⋅m⋅n=[ 2,51 ,25

+ 0 ,9852 ]⋅1 ,25⋅0 ,985⋅1=3 ,06 mm

gdje su:rs= 2,5

1 ,25= 2

; m = f⋅( r

s )= 0 ,985;

bs≥ 1

; n = f⋅( b

s )= 1

2. Sila i deformacioni rad savijanja

Sila savijanja V-profila u kalupu računa se prema izrazu (101):

F = 2⋅Mrt+0,5⋅s

⋅ctgϕ2= 2⋅8463 ,8

2,5+0,5⋅1 ,25= 5416 ,83 N = 5 , 416 KN

gdje su:rt = 2,5 mm – radijus tiskača,

Da bi se spriječilo pomjeranje lima u toku savijanja on se pridržava sa cilindar spojnicama koje imaju profilisanu glavu (glava u obliku V-profila sl. 132 c). Pa se sila savijanja kod primjene uređaja za držanje lima povećava shodno obrazcu (97) na vrijednost:

F1 = 1,3 F = 1,3 5,416=7,04 KN

Potrebna sila kalibriranja zbog poravnanja, obrazac (102):

24

M = 8463,8 Nmm = 8,4638 Nm

ρm=3,06

ρd=3,06

F=5,416

F1=7,04


F=2⋅ p⋅b⋅c⋅cosϕ2= 2⋅80⋅50⋅12 , 19⋅cos 45=68946 ,64 N =68 ,946 KN

gdje su:c [mm] – dužina ravnog dijela kraka, koja prema slici 109 iznosi

c=h−s−r⋅(1−cos

ϕ2)

sinϕ2

=15⋅cos45−1 , 25−2,5⋅(1−cos 45 )sin 45

=12 ,19 mm

p = 80 MPa – specifični pritisak poravnanja (tab. 41);

Deformacioni rad savijanja je prema obrascu (106a):

W =σ m

√3s

2r +sb [ ( r + s)2 −r 2 ] ϕ

2=500

√31 ,25

2⋅2,5+1 , 2550 [ (2,5 + 1 ,25 )2 − 2,52 ] π

4= 194348 , 404 Nmm=19 , 348 Nm

gdje jeϕ - ugao savijanja (kod savijanja dvostrukog ugaonikaϕ = π /2 ).

3. Provjera maksimalno mogućeg i minimalno dozvoljenog radijusa savijanja

Maksimalni radijus savijanja, obrazac (110):

r max =s E2 σv

= 1 , 25⋅215⋅103

2⋅400= 335 ,9375 mm

Minimalni radijus savijanja, obrazac (109a):

r min = c s= 0,5⋅1, 25= 0,625 mm

gdje je c = 0,5 (tabela 45).

r min = 0,625 < r =2 ,5 < r max = 335 , 9375

4. Određivanje radijusa i ugla tiskača za savijanje

Na osnovu izraza za faktor elastičnog ispravljanja slijedi:

25

F1=68,946

W=19,348

r

rmin=0,625mm

K =r1 +

s2

r2 +s2

=ϕ2

ϕ1

=> r 1 = K⋅( r2 +s2 )− s

2


gdje su:r = r2 =2,5 mm − radijus savijanja

α = α2 = 90o − ugao profilars= 2,5

1 , 25= 2⇒ iz dijagrama sl . 144⇒K = 0 , 98

r1 = 0 ,98⋅( 2,5+1 , 252 )− 1 ,25

2= 2 , 437 mm

r1 = r t = 2 , 437 mm

Ugao savijanja i ugao tiskača:

ϕ = ϕ2 = 180o − α = 180o − 90o = 90o

α 1 = 180o − ϕ1 = 180o −ϕ2

K= 180o −

90o

0 , 98= 88 ,2o

Ugao tiskača:

Veličine elastičnog ispravljanja r, :

r = r2 − r1 = 2,5 −2, 437= 0 ,063 mm

= α 2 − α 1 = 90o − 88 ,2o = 1,8o

5. Dimenzije kalupa i tiskača za savijanje

a) Radijus tiskača za savijanje V-profila (str. 382):

rt = K ( r2 +s2 )− s

2= 2 ,437 mm

b) Radijus kalupa:rk ≥ 5 mm

za h = 15¿cos 45=10,6 mm i s = 1,25 mm, tab.46.

c) Radijus na dnu gravure kalupa (Rk ) Ovaj radijus se bira u granicama:

Rk =(0,6¿ 0,8)¿(r t+s )=2,212¿ 2,95=2,5d) Dužina kraka kalupa (E) Prema tabeli br. 48 za s=1,25 mm i dužinu kraka profila e=15 mm→ E=10 a kako mora biti

ispunjen uslov E¿3 rk tada je:E=15 mm

e) Rastojanje između centara radijusa kalupa (lk ).

26

t = 1 = t = 1 =

r =0,063

=1,8

r1=rt = 2,437mm

rk =5mm

Rk =2,5 mm

E =15 mm


Ovo rastojanje se može odrediti po približnom obrazcu

lk=2⋅b⋅sinα2=2⋅50⋅sin 45=70 ,71 mm

a i ispunjen je uslov : lk≥0,8⋅L=0,8⋅21=16 , 8mm f) Visina gravure kalupa (H). U zavisnosti od debline materijala s=1,25 mm H=10 mm

g) Ukupna visina kalupa (Hk ):H k = H d+H+rk=30+20+5=55 mm

za s=1,25 mm

h) Ugao tiskača(α t )t = 88,2o

27

lk =70,71 mm

H =10 mm

Hk =55 mm

Documents

Projekat - Obrada Deformacijom