OBRADA METALA PLASTINIM DEFORMISANJEM

Dr Saa Ranelovi, vanredni profesor

U N I V E R Z I T E T U N I U

M AINSKI FAKULTET Katedra za proizvodno informacione tehnologije i menadment

Tema: SAVIJANJE

25. december 2013 2

Savijanje

OBLIKOVANJE LIMA

dr Saa Ranelovi, vanredni profesor

25. december 2013 3

Savijanje (bending)

Kao pripremci za ove metode plastinog deformisanja koriste se: limovi (trake, table); ice i ipke; cevi; profili. Obrada materijala savijanjem primenjuje se u: serijskoj i velikoserijskoj i masovnoj proizvodnji; Savijanjem se izrauju: gotovi delovi (jednostavni elementi, manje tanosti); poluproizvodi (za naknadnu obradu probijanjem, zavarivanjem itd.).

OBLIKOVANJE LIMA

dr Saa Ranelovi, vanredni profesor

25. december 2013 4

Savijanje ice

OBLIKOVANJE LIMA

dr Saa Ranelovi, vanredni profesor

25. december 2013 5

Savijanje cevi

OBLIKOVANJE LIMA

dr Saa Ranelovi, vanredni profesor

25. december 2013 6

Savijanje profila

OBLIKOVANJE LIMA

dr Saa Ranelovi, vanredni profesor

25. december 2013 7

Savijanje

Operacije savijanjem se, po pravilu, izvode u hladnom stanju, bez zagrevanja pripremka i alata. U zavisnosti od dimenzija i oblika izratka savijanje limova najee se moe realizovati: ''fazonsko'' savijanje (u alatima na presama); kruno savijanje (na mainama sa valjcima); profilno savijanje (na rotacionim mainama sa valjcima).

OBLIKOVANJE LIMA

dr Saa Ranelovi, vanredni profesor

25. december 2013 8

Savijanje

Izrada delova savijanjem moe se obaviti u: jednoj (jednostavni profili) ili vie operacija (sloeni profili). Vieoperaciono fazonsko savijanje limenih profila moe se realizovati u: vie pojedinanih alata; jednom kombinovanom alatu.

OBLIKOVANJE LIMA

dr Saa Ranelovi, vanredni profesor

25. december 2013 9

Savijanje

Fazonsko savijanje se moe svrstati u: slobodno savijanje; savijanje u kalupu; Za fazonsko savijanje jednostavnijih profila (U ili V) koriste se posebni alati i prese univerzalne namene (krivajne, zavojne, hidrauline), dok se sloeni limeni profili savijaju na univerzalnim alatima i specijalnim ''abkant'' presama (krivajne ili hidrauline).

OBLIKOVANJE LIMA

dr Saa Ranelovi, vanredni profesor

25. december 2013 10

Savijanje

Analiza naponsko deformacionog stanja kod fazonskog savijanja pokazuje da je samo deo limenog obratka oko tiskaa izloen plastinom deformisanju. U zavisnosti od veliine napona i deformacije u zoni plastinih deformacija razlikuju se: elasto-plastino savijanje (mali naponi i deformacije); r redukovani radijus savijanja sa momentom savijanja unutranjih sila:

OBLIKOVANJE LIMA

dr Saa Ranelovi, vanredni profesor

2005 r

43

41

4

2

2.0

2

0

2

2.0

bs

s

zbsM

25. december 2013 11

Savijanje

i isto plastino savijanje (veliki naponi i deformacije) sa momentom unutranjih sila: gde je: redukovani radijus savijanja z0 - irina elastino deformisanog sloja u blizini neutralne linije. Deformaciono stanje zavisi i od irine limenog pripremka. U praksi vae sledei odnosi: b/s 5 (ravansko deformaciono stanje, b= const.); b/s 5 (prostorno deformaciono stanje, b const.).

OBLIKOVANJE LIMA

dr Saa Ranelovi, vanredni profesor

s

)sr(r

s

rR

s

n

r

5r

)155,11(4

bsKM

2

sr

25. december 2013 12

Savijanje

Izjednaavanjem navedenih momenata i momenta spoljanjih sila, u zavisnosti od vrste alata dobija se sila savijanja. Sila savijanja dvostrukog ugaonika, U profil: gde su: radijus kalupa radijus tiskaa tekui ugao profila rastojanje izmeu centara radijusa tiskaa i kalupa

OBLIKOVANJE LIMA

dr Saa Ranelovi, vanredni profesor

)sin1(2

l

MF

srrl tk

kr

tr

25. december 2013 13

Savijanje

Sila na kraju slobodnog savijanja U profila ( = 90): Jasno je da je sila savijanja L - profila dvostruko manja.

Sila na kraju procesa savijanja V-profila odreuje se: za slobodno savijanje: za savijanje u kalupu:

OBLIKOVANJE LIMA

dr Saa Ranelovi, vanredni profesor

l

MF

4

)2/(cos)2/sin(2

4 2 ll

MF

)2/(ctgs5,0r

M2)2/(ctg

M2F

tn

25. december 2013 14

Savijanje preko valjaka (roll bending)

Koristi se za izradu cilindrinih limenih elemenata (doboi, rezervoari), prenika i preko 1000 (mm) i duina od nekoliko metara. Savijanje se izvodi na specijalnim mainama sa tri ili vie valjaka. Najee su u upotrebi maine sa tri valjka.

OBLIKOVANJE LIMA

dr Saa Ranelovi, vanredni profesor

25. december 2013 15

Savijanje preko valjaka

Kako se radi o elastino plastinoj oblasti, sila savijanja se odreuje: Ugao savijanja i vertikalno odstojanje sredita valjaka odreuju se: Da bi se u spoljanjim i unutranjim vlaknima cilindra (z0 =s/2) izazvale trajne deformacije, odnosno napon najmanje jednak naponu teenja, mora biti ispunjen uslov:

OBLIKOVANJE LIMA

dr Saa Ranelovi, vanredni profesor

)2/(ctgsD

M4)2/(ctg

M2F

n

dD

larcsin v

2

s

2

dD

2cos

2

dDz 1

1R

E

s

D

2,0

25. december 2013 16

Savijanje preko valjaka

Za dobijanje cilindara razliitih prenika vri se vertikalno ili radijalno pomeranje samo gornjeg ili pomeranje donjih valjaka u odnosu na gornji valjak.

OBLIKOVANJE LIMA

dr Saa Ranelovi, vanredni profesor

25. december 2013 17

Savijanje u kombinovanim alatima

Limeni profili sloenog oblika dobijaju se savijanjem u vie operacija. Tehnoloki proces se moe realizovati na sledee naine: sukcesivno, u vie posebnih alata; u jednom kombinovanom alatu; korienjem univerzalnih alata.

OBLIKOVANJE LIMA

dr Saa Ranelovi, vanredni profesor

25. december 2013 18

Savijanje

Trea varijanta podrazumeva korienje specijalnih maina (''abkant'' presa). Ove prese raspolau sa vie tiskaa i jednim etvorostranim kalupom sa vie reljefa sa svake strane. Tako je na jednoj maini mogue dobiti profile razliitih konfiguracija.

OBLIKOVANJE LIMA

dr Saa Ranelovi, vanredni profesor

25. december 2013 19

Savijanje sloenih profila

OBLIKOVANJE LIMA

dr Saa Ranelovi, vanredni profesor

25. december 2013 20

Savijanje

OBLIKOVANJE LIMA

dr Saa Ranelovi, vanredni profesor

Razvijena duina savijenog profila odreuje se: n broj pravolinijskih delova profila k broj krivolinijskih delova profila = f(ri / s) koeficijent pomeranja neutralne linije za metale

k

i

ii

n

i

isavravni srlLLL11

)(180

r/s 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1.0 1.2 1.5 2.0 3.0 4.0 5.0 10.0

0.23 0.29 0.32 0.35 0.37 0.38 0.39 0.40 0.41 0.42 0.44 0.45 0.46 0.47 0.48 0.50

25. december 2013 21

Savijanje

OBLIKOVANJE LIMA

dr Saa Ranelovi, vanredni profesor

Svaki radijus na gotovom delu mora da zadovolji uslov: Granini radijusi profila raunaju se po obrascima: gde je: m relativno izduenje pri kidanju. Ukoliko data nejednakost ne bude ispunjena, doi e do pojave pukotina na savijenom profilu ili do potpunog elastinog ispravljanja profila.

maxmin rrr

1

1

2

sr

m

min

2,0

maxR

E

2

sr

25. december 2013 22

Savijanje

OBLIKOVANJE LIMA

dr Saa Ranelovi, vanredni profesor

Za operaciju savijanja limenih profila je karakteristino prisustvo elastinih deformacija nakon zavrenog procesa savijanja. Nakon rastereenja dolazi do tzv. elasti- nog ispravljanja profila (springback). Ukoliko su parametri savijenog profila r2 i 2 tada se tiska izvodi sa radijusom rt i uglom t :

Faktor elastinog ispravljanja za razliite materijale uspostavlja vezu parametara alata i profila.

rrrr 21t 21t

25. december 2013 23

Savijanje

OBLIKOVANJE LIMA

dr Saa Ranelovi, vanredni profesor

Radijus tiskaa ima vrednost:

1

2

2

1

)2/s(r

)2/s(rK

2

s

2

srKrr 21t

K180180 211t

MATERIJALI : 1. AlCuMg - kaljen 2. St18/8Cr-Ni (nerajui elik) aren 3. St18/8Cr-Ni (nerajui elik) kaljen 4. AlZnCuMg (AlZn5Mg3Cu2) kaljen 5. AlMgSi 6. Cu - tvrd 7. Cu67Zn - mek 8. 0147, 0146 9. 0147, 0148 10.AlCuMg i AlZnCuMg - mek 11.Aluminijum - mek

25. december 2013 24

OBLIKOVANJE LIMA

dr Saa Ranelovi, vanredni profesor

Ovime je na automobil dobio elemente karoserije, prelazimo na elemente bulk forming tehnologija.