UČEBNÍ TEXTY VYSOKÝCH ŠKOL

Vysoké učení technické v Brně Fakulta strojního inženýrství

Doc. Ing. Milan Dvořák, CSc.Doc. Ing. František Gajdoš, CSc.

'V

Ing. Ladislav Zák, Ph.D.

, v ,

TECHNOLOGIE TVARENI

Návody do cvičení

IJI:~.,If-l l 1-+7- -'-4ľ-

! -1-/ .

r;:-:FrJ.-----151~

AKADEMICKÉ NAKLADATELSTVÍ CERM, s.r.o. Brn.o

v, , v

UCEBNI TEXTY VYSOKYCH SKOL

Vysoké učení technické v Brně Fakulta strojního inženýrství

Doc. Ing. Milan Dvořák, CSc.Doc. Ing. František Gajdoš, CSc.

v

Ing. Ladislav Zák, Ph.D.

TECHNOLOGIE TVÁŘENÍ

Návody do cvičení

AKADEMICKÉ NAKLADATELSTVÍ CERM, s.r.o. Brno

© Milan Dvořák, František Gajdoš, Ladislav Žák, 2005

ISBN 80-214-2881-3

ÚVOD

Skripta Technologie tváření - návody do cvičení - jsou určena pro studentyII. ll. st. MS,Fakulty strojního inženýrství se zaměřením studia na strojírenskou technologii­technologii tváření, technologii obrábění, eventuálně lze je použít i pro obor Průmyslovýmanagement. Forma a způsob interpretace jednotlivých kapitol ve skriptech předpokládá

doplnění poznatků z přednášek a doporučené odborné literatury pro tváření. Jsou zdeuvedeny vybrané základní technologie plošného a objemového tváření. Ve skriptechuváděné postupy řešení je možné aplikovat též v podmínkách technické přípravy výrobytváření v průmyslové praxi. V oblasti plošného tváření zůstává plech materiálem v tomtotisíciletí.

V Brně dne 30. ledna 2005

Doc. Ing. Milan Dvořák, CSc.za autorský kolektiv

3

1. ZÁKLADNÍ TECHNOLOGICKÉ OPERACE V OBLASTIPLOŠNÉHO TVÁŘENÍ(STŘÍHÁNÍ,oHÝBÁNÍ, TAŽENÍ A TLAČENÍ PLECHů)

Tab. 1.1 Základnípráce v oblasti technologie střz'háníplechu [1]

Prosté stř{hání Rozdělování materiálu, např. pásů, tabulí, tyčí

+ [l] --E-X3

Děrování Vytváření otvorů různých tvaru. Vystřižená část

tvoří odpad

• @ OJ-é-

Vystřihování Zhotovování výstřižků různého tvaru oddělením

~~·_-tod materiálu po uzavřeném obrysu. Vystřižená

část tvoří výstřižek

OstřihovánI' Oddělování přebytečného materiálu

lt-- - JI

[[JJPřistřihování Dosažení přesných tvaru, rozměru nebo hladkých

:::: 0,2 =0,2 ploch

-U ~ij I I H

Nastřihování Částečné nastřihnutí materiálu v okraji tak. že

[J J:lnení úplně oddělen

....

Prostř.ihování Částečné nastřihnutí materiálu v libovolnémtvaru uvnitř součásti

~ .......

.~.

ProtrhávánI' .. Protržení materiálu pro vytvoření hrotů, děr

~~:~a výstupků

4

Tab. 1.2 Základnípráce v oblasti technologie ohýbáníplechu [ll

Prosté ohýbdní

~~~

Ohraňování

Tváření plochy rovinné v plochy různě vůči sobě

orientované vytvářením ostrých nebo oblých hran

Ohýbání plechu na jednoúčelových, tzv. ohraňo-

vacích lisech .

Rovnání

...Dodatečné rovnání plechu, přistřihu, profilovéhomateriálu i výtvarku

ZakružovánI Tváření rovinné i členité plochy v plochu vál­covou, kuželovou nebo části těchto ploch

Lemování

Obrubování

OsazovánI (prosazování)

Ohýbání okraje rovinné nebo prostorové plochyk získání ozdobného vzhledu, odstranění ostrýchhran apod.

Vyztužování okraje rovinné nebo prostorovéplochy ke zvýšení jakosti okraje, vytvoření

okraje pro závěsy apod.

Ohnutí promáčknutím v okraji nebo uvnitř

rovinné plochy

Drápkol'ání

ZkrucovánI

5

Pevné spojení předehnutých okrajů plechů tím,že se do sebe vzájemně zaklesnou a společně do­ohnou

Natáčení plochého nebo profilovaného polotova­ru nebo výkovku vzhledem k sousední části

kolem společné osy o určitý úhel

Tab. 1.3 Základnípráce v oblasti technologie taženíplechu [1]

Prosté tažení Tváření rovinného polotovaru na duté těleso bez pod­statné změny tlouštky materiálu

Tažení se ztenčením stěny Změna rozměrů dutého polotovaru zmenšením příčného

průřezu. Dochází k podstatné změně tloušťky stěny vý­tažku

Zpěmé tažení

Žlábkování

Protahování

Druhá nebo další tažná operace vykonávaná v obráce­ném směru k původnímu tažení

Vytlačení mělkých prohlubin ke zvýšení tuhosti polo­tovaru

Protahování okraje materiálu po vnějším nebo vnitřním

obvodu tak. aby se vytvořila kolmá válcová plocha

Rozšiřování Zvětšování průměru dutého polotovaru v jeho části

6

Tab. 1.3 -pokračováni

Zužování

==ffil- 11:=-u.rPřetahování

Zmenšování průměru dutého polotovaru v jeho části

Tváření rovinné plochy v prostorovou plochu vypínánímpřes šablonu

Tab. 1.4 Základnípráce v oblasti technologie tlačeniplechu [1]

Rotačnf zužování

c6i".""e- -r- - \..

Rotační žlábkování

rm""eV ( __- -~C

Rotační drápkování

Tlačení se ztenčením stěny

c&-H~-"+G.~ Ve

Zmenšování "obvodu rotačního výtažku tím; že semateriál tváří tlačením zevně

Vytlačování mělkého žlábku po obvodu rotační­

ho výtažku ke zvýšení tuhosti

Spojování dvou plechových dutých rotačních po­lotovarů tak, že se přehnuté okraje do sebevzájemně zaklesnou

Tváření rotační duté plochy jednou nebo vícekladkami s podstatným ztenčením tlouštky stěny

7

Tab. 1.4 - pokračování

Tlačení tvaru Tlačení různě profilovaného tvaru z přístřihu

c

Rotační obrubování Vyztužení okraje rotačmllo tělesa

c

Rotační lemování

Rotační rozšiřování

G~.. G~-~=C

Ohýbání okraje rotačního tělesa

Zvětšování obvodu části rotačního výtažku tím.že se materiál tváří tlačením zevnitř

2 TECHNOLOGIE STŘÍHÁNÍ

Proces stříhání [J], [6], [7] je oddělování materiálu postupně nebo současně podélkřivky střihu vytvořené relativním pohybem břitů noru nebo střižných hran nástrojů.

Některé všeobecné zákonitosti v procesu stříhání:

drsnost střižné plochy je daná průběhem deformace a jakostí materiálu,střižná plocha je zkosená vlivem střižné vůle,

podél střižné plochy dochází k zaoblení a zeslabení tloušťky výstřižku,

střižná plocha-je zpevněna do určité hloubky,u některých výstřižků dochází kjejich prohnuti v důsledku ohybového momentu obousložek střižné síly.

8

Proces stříháníplechu a jeho fáze

Proces stříhání lze rozdělit do tří základních fází, obr. 1

aj bl

Obr. 1 Stříháni [1]a) první fáze - oblast pružné deformaceb) druhá fáze - oblast plastické deformacec) třetí fáze - oddělení materiálu

cl

V první fázi (obr. 1a) dochází ke vzniku pružné deformace u stříhaného materiálu. Hloub­ka vniku střižníku do stříhaného materiálu bývá obvykle 5 až 8 % tloušťky materiáluv závislosti na jeho mechanických vlastnostech.

V druhé fázi (obr. lb) je napětí většínež mez kluzu stříhaného materiálu. Dochází k trvaléplastické deformaci. Hloubka vniku střižníku se pohybuje mezi 10 až 25 % tloušťky plechuv závislosti na jeho mechanických vlastnostech.

Ve třetí fázi (obr. 1e) dochází k utržení materiálu v důsledku jeho namáhání nad mezpevnosti ve střihu. Hloubka vniku střižníku do stříhaného materiálu je 10 až 60 % jehotloušťkyv závislosti na velikosti střižné mezery a druhu materiálu.

Střižná plocha při normální střižné vůli je tvaru "S" a zahrnuje oblasti: zeslabení, plastic­kého přetvoření, lomu s oblastí otěru, zpevnění, otřep a vtisk dolního břitu [3].

Obr. 2 Rozloženi tlaklí v okolístřižnéplochy

Rozložení tlaků v okolí střižné plochy je naobr. 2. Od místa styku s břity nožů (1,2) se tlak šíří

ve stříhaném materiálu v plochách, znázorněných

izobarami (3,4). Nože přesunou část materiálu pro­ti sobě (části a, b - na obr. 2) podél střižné plochya začnou ve střižné ploše vznikat tahová napětí.

V oblasti přetvoření "X" budou vlákna postupně

ohýbána a protahována.

K překonání soudržnosti stříhaného materiáluje třeba, aby jeho přirozený přetvámý odpor O"p

dosáhl meze pevnosti materiáluRm a hlavní napětí0"1 nabylo hodnoty meze pevnosti ve střihu 'Cps•

Poznámka: V ČSN 226015 z r. 1975 byl střižný odpor označován jako ks. Většina literárníchpodkladů včetně zahraničních uvádí pevnost ve střihu pro výpočty v praxit ps =0,8 Rm. Kolektiv autorů [6] uvádí rozmezí hodnot t ps =0,55 až 0,90 Rms ohledem na kvalitu stříhaného materiálu.

9

2.1 STŘIŽNÁ SíLA A PRÁCE PŘI DĚLENÍTABULÍ A SVITKŮ PLECHU

SrríhánírovnoběžnýInistilžnýInihranarr.ů,obr.3.

Fs = k· t ·1· "C ps [N] t - tloušťka plechu [mm]

"Cps -' pevnost materiálu ve střihu [MPa]k - součinitel otupení břitů 1,2 až 1,5 [10]1- šířka stříhanéhoplechu [ mm]

Stříhání skloněnými střižnýIni hranami, obr. 4.

Stříhání kruhovými noži je znázorněnoobr. 5 a obr. 6.

Kotoučové nůžky mohou zhotovit polotovary omezené přímkami nebo křivkarr.ů.

Střižná práce As závisí na velikosti střižné síly Fs a hloubce vniknutí stilžnéhrany kl s přihlédnutím k tloušťce a kvalitě materiálu. Hodnoty kdsou v tabulce 2.

Obr. 3 Stříhánírovnoběžnými

střižnými hranamiObr. 4 Stříhánískloněnými

střižnými hranami

Obr. 5 Stříhání kruhovými nožis různoběžnými vřeteny

Příklad:

- ~ ...+-. o . - JI

.L - 1I

.-1- _._.o

I... ~ -

Obr. 6 Stříhánípásli kruhovými noži ze svitkunebo tabule plechu

Ke stříhání tabule plechu o rozměrech 2· 1000 . 2000 mm z oceli 11 321.20(Rm = 350 l\I1Pa) na pruhy o šířce 100 mm a délce 2000 mm byly použity:a) tabulové nůžky NTE 2500 s úhlem mezi noži <p = 1°30';b) nůžky s kruhovými noži s rovnoběžnými vřeteny. Úhel záběru kruhových nožů <p = 14°.

10

Řešení:

a) Ke stříhání jsou požadovány tabulové nůžky NTE 2500, které mají jmenovitou síluF =.150 kN. Součinitel otupení pro neopotřebované břity nožů se volí k =1,1. Pevnostve střihu se určí s empirických vzorců [1J. Pro ocel 't'ps = 110 + 0,56 Rm tj. po dosazení't'ps = 110 + 0,56 . 350 =306 MPa (z tab. .3: 't'ps =240 až 330 :MPa)

Střižná síla:

t 2 22 4.306F =k· .'t' =1,1· ·306=1,1· =25714N=25,7kN

2· tgep ps 2· tg 1°30' 2·0,02618

b) Stříhání na nůžkách s kruhovými noži s rovnoběžnými vřeteny. Pevnost ve střihu proocel 11 321.20 dle empirického vzorce [1]. 't'ps = 306 MPa. Střižná síla Fs je dánaempirickým vzorcem [4J. cr.!. úhel záběru kruhových nožů, např. 140

t 2 22

Fs = 0,35· -~. 't'ps =0,35· --, 306 = 1718,4 N =1,718 kNtgep tg 14

V případě b) je střižná síla Fs podstatně nižší než v případě a).

Tab. 2 Součinitel kJ hloubky vniknutístřižných hran do vybraných druhů materiálů [1J

Druh materiáluSoučinitelkl

t~4mm t>4mm

měkká 0,45 - 0,60 0,35 - 0,45Ocel středně tvrdá 0,35 - 0,50 0,20 -0,35

tvrdá 0,20 - 0,35 0,10 -0,20

Mosazměkká 0,50 - 0,60 0,50

~ tvrdá 0,20 - 0,30 0,20

Hliníkměkký 0,45 - 0,60 0,45tvrdý 0,30 - 0,50 0,30

Duralměkký 0,35 - 0,50 0,35

tvrdý 0,25 - 0,45 0,25

Empirické vztahy k určení pevnosti materiálu ve střihu 't'ps [7]:

ocel: 't'ps = 110 + 0,56 Rm zinek: 't'ps = 7 + 0,75 Rm

mosaz:'t'ps = 171 + 0,29 Rm hliník, cín, měď a nikl: 't'ps =0,75 Rm

dural: 't'ps = 173 + 0,23 Rm

Další Zpllsoby určení pevnosti ve střihu jsou uvedeny tab. 3.

11

Tah. 3 Přehled vyhraných mechanických vlastnostírůzných materiálll [upraveno podle 7]

Uhlíkové Pevnost v tahu Pevnost ve střihu Tažnosta slitinové oceli Rm [MPa] 'tps [MPa] Aso [%]

10 340 340-420 280-360 23-2510370 370-450 320-400 18-2010422 420-500 360 -450 18 -2011 301.21 280 -400 240 -340 2911 321.20 280-380 240 -330 3011 331.3 280 - 400 240 - 340 23 -2611340.1 340-420 290- 360 23 -2511340.22 340-460 290 -400 1411 341.21 300-420 260 -360 2212010.1 min. 440 min. 300 2412013.2 280 -380 240 -430 3012020.1 min. 400 min. 350 21

12020.2 380- 500 330 - 440 23

12040.1 min. 500 min. 430 19

12041.2 450-600 390 -520 20

12050.1 min. 560 min. 480 16

12060.1 min. 620 min. 540 13

12071.2 550-700 480 -600 17

13 180.2 max.800 max.700 14

14220.3 max.650 max.560 -17021.2 550 470 21

17041.1 650 560 5517246.1 650 560 58

/'1*--+ stupeň přetváření sta).oceli

Hliníkové Pevnost v tahu Pevnost ve střihu Tažnost

slitiny Rm [MPa] 'tps [MPa] Aso [%]

424057.1 ma"{.l1O 50-70 20

424057.3 140 70-90 3

424201.1 ma"{.230 110 -130 12

424201.6 400 220 -240 14

424203.6 450 270 -290 12-14

424253.6 420 250 -280 11-13

424412.1 max.230 110 -120 16

424412.2 240 140 - 150 4

424432.1 max.180 60-80 20

424432.2 150 90 -100 6

424432.3 190 100,5 - 110,5 1-4

424451.1 max.150 60-80 20

424451.6 200 160 - 180 16-18

424451.7 300 200 - 220 8-10

12

Mosaz Pevnost v tahu Pevnost ve střihu TažnostRm [MPa] 't'~ [l\1Pa] ~[%]

423212.1 300 260 42423213.1 290 260 40423222.1 350 300 25423212.2 350 300 25423213.2 350 300 24423222.3 420 360 15423234.1 400' 340 25423234.3 400 340 15423256.1 350 300 35423256.2 420 360 20423256.3 500 430 5423256.4 580 500 2423256 680 580 1

Bronz Pevnost v tahu Pevnost ve střihu TažnostRm [MPa] t ps [MPa] A80 [%]

423016.1 350 300 40423016.2 350 400 25423016.3 500 430 8423016.4 600 520 4423035.1 300 360 38423035.3 550 480 5423035.4 650 560 2

MěďPevnost v tahu Pevnost ve střihu Tažnost

Rm [MPa] 't'ps [MPa] A 80 [%]

423001.1 200 180 30423001.2 250 220 10423001.3 300 260 4

423003.1 210 180 30

423005.1 400 180 2

423058.4 400 350 2

Poznámka: Pevnost ve střihu t ps [~a] pro vybrané ostatní nekovové materiály [7].

Materiál t ps [MPa] Materiál 't'ps [MPa]

fibr 120-170 tvrzená tkanina 80-150

papír 20-40 pertinax 70-80

lepenka 30-60 pryž 6 -10

celuloid 60 kůže 540bakelit 30-70

13

Přesnost a kvalita střižné plochy

Přesnost při stříhání je ovlivněnacelou řadou činitelů a kvalita střižné plochy závisípředevším [4], [6], [9]:

• na druhu a stavu stříhaného materiálu - se stoupající tvrdostí se zhoršuje jakost střižné

plochy. Kvalitu materiálu ovlivňuje také velikost úhlu usmyknutí [4];

• tloušťce a přesnosti rozměru stříhaného materiálu;

• pružné defonnaci při stříhání;

• druhu a stavu střižného nástroje - drsnost povrchu funkčních částí se dop'oručuje

pro běžné tloušťky: Ra =0,8 až 0,4 11m;pro silnější materiály: Ra = 3,2 až ~6 Ilffi;

• velikosti střižné mezery;

• rychlosti stříhání - pro oceli je kritická nárazová rychlost podle Kármána Vk = 50 až150 m·s· t

• Při této rychlosti se mění materiál z houževnatého na křehký [7].

Při běžném způsobu stříhání do tl. materiálu cca 4 mm v rozměrech do 200 mmse dosahuje IT 12 až IT 14 (tab. 5). Plocha je mírně zkosená s drsným povrchema vytaženou ostřinou. Drsnost povrchu střižné plochy při vystřihování a ostřihování

je cca Ra = 6,3 až 3,2 Ilffi.

Tab. 4 Závislostpřesnosti výstřižků na přesnostinástroje [4]

Toleranční stupně IT 8-9 10 11 12 13 14 15výstřižku

Toleranční stupně IT 5-6 6-7 7-8 8-9 10 11 12střižníku a střižnice

Tab.5 Číselné hodnoty vybraných tolerančních stupňů (upraveno podle [1], [9]pro potřebu technologických procesů tváření)

Rozsah Toleranční stupně

jmenovitých IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 ITll IT12 IT13 IT14rozměrů

[mm]Tolerance

od do [J.lm]

1 3 5 7 9 14 25 40 60 90 140 2503 6 5 8 12 18 30 48 75 120 180 3006 10 6 9 15 22 36 58 90 150 220 360

10 18 8 11 18 27 43 70 110 180 270 43018 30 9 13 21 33 52 84 130 210 330 52030 50 11 16 25 39 62 100 160 250 390 62050 80 13 19 30 46 74 120 190 300 460 74080 120 15 22 35 54 87 140 220 350 540 870120 180 18 25 40 63 100 160 250 400 630 1000180 250 20 29 46 72 115 185 290 450 720 1150

14

Stříhání v nástrojích [4]

Nejběžnějším způsobem stříhání v nástrojích je technologická operace děrování

a vystřihování různých tvarů z přístřihu plechu. Kromě střihadla (nástroje) je nutnénavrhnout vhodný lis. Při stříhání senesmí překročit jmenovitá sna lisu.Kromě velikosti střižné síly je potřeba

znát ijejí průběh (obr. 7).

a - malá tvárnost a vhodná střižná vůle

b - větší tvárnost a větší střižná vůle

c - tvárný a malá střižná vůle

Sl + S2 = plocha střižné práce

--Hloubka vniku střižníku

Obr. 7 Průběh střižné sl7y s ohledem na tvárnost materiálu a velikost střižné vůle

Celková střižná síla pro vystřihování a děrování:

Druh materiálua jeho tloušťka

Cl C:z

Ocel do 1mm 0,02 - 0,12 0,051-5mm 0,06-0,16 až

nad 5 mm 0,06 - 0,07 0,08

Mosaz 0,06-0,07 0,04

Slitiny Al 0,09 0,02- 0,04

Tab. 6~ Hodnoty součinitelů Cl a Cl [4]

Protlačovací síla: Fpr = c2 • Fs

Legenda:

Fs - střižná síla [N] (vý­počtem nebo z nomo­gramu, obr. 8)

Fst - stírací síla [N]

Fpr - protlačovací síla [N]

k - součinitel otupení(1,1 až 1,3) [4]

'tps - pevnost ve.střihu [MPa]

t - tloušťka materiálu [mm]

Cl - součinitel stírání (viztab. 6)

C2 - součinitel protlačení

viz tab. 6)

[N]

[N]

[N]

Fc = Fs +Fst +Fpr [N]

F =k·S·'t =k·l·t·'ts ps ps

Stírací síla:

Střižná síla:

Ke snížení velikosti střižné síly se používají konstrukční úpravy na střižníku nebostřižnici - odstupňování střižníků apod.

15

109

876

5

4

0.1

F _10·CMJ

1000900800700

600

500

400

300

200 .

10090807060

50

40

Obr. 8 Nomogram k určení velikosti střižné sl1ypři vystřihování nebo děrováníplechu [4]

Výpočet střižné mezery

Velikost střižné mezery (tj. poloviční vůle) mezi střižníkem a střižnicí má přímý

vliv na jakost střižné plochy, velikost střižné síly a opotřebení nástroje. V zahraniční

literatuře [11] je uveden empirický vztah pro výpočet střižné mezery, který ověřil Gahre

ve tvaru: z = c· t.";;;: [mm]. Vzorec platí pro tenké plechy t ~ 3mm, 't'ps se dosazuje

v kp/mm2, t [mm], koef. c je v intervalu 0,005 až 0,035, přičemž pro tvrdší pechy se

doporučuje používat c =0,015 až 0,018. Pro tlusté plechy t > 3 mm [11] platí:

z =(1,5. c· t - 0,015).";;;: [mm]

t - tloušťka plechu [mm], c - koeficient = 0,005 až 0,035, 't'ps - pevnost ve střihu plechu[kp/mm2

].

Střižné vůle ajejich stanovení je uvedeno např. v ČSN 226015 [9]. Velikost střižné

vůle (v =2 . z) se obvykle stanovuje v procentech ke tloušťce stříhaného plechu. Pro kovovémateriály je její velikost uvedena v tab. 7, pro neželezné a nekovové materiály v tab. 8.

16

Tab. 7 Velikost střižné vůlepro kovové materiály [4]

TloušťkaMez pevnosti Rm [MPa]

materiálu do 400 400 až 600 nad 600[mm] v [%] v [mm] v [%] v [mm] v [%] v [mm]

0,1 3-5 0,003-0,005 5-7 0,005-0,007 7-9 0,007-0,009

0,2 0,006-0,010 0,010-0,014 0,014-0,018

0,3 0,009-0,015 0,015-0,021 0,021-0,027

0,4 0,012-0,020 0,020-0,028 0,028-0,036

0,5 0,015-0,025 0,025-0,035 0,035-0,045

0,6 4-6 0,024-0,036 6-8 0,036-0,048 8-10 0,048-0,060

0,8 0,032-0,048 0,048-0,064 0,064-0,080

1,0 0,040-0,060 0,060-0,080 0,080-0,10

1,2 0,048-0,072 0,072-0,096 0,096-0,12

1,5 0,060-0,090 0,090-0,120 0,12-0,15

1,8 5-7 0,090-0,126 7-9 0,126-0,162 9-11 0,162-0,198

2,0 0,10-0,140 0,140-0,180 0,180-0,220

2,5 0,125-0,175 0,175-0,225 0,225-0,275

3,0 0,150-0,210 0,210-0,270 0,270-0,330

3,5 7-10 0;245-0,350 9-12 0,315-0,420 11-14 0,385-0,490

4,0 0,280-0,40 0,360-0,480 0,440-0,560

4,5 0,315-0,45 0,505-0,540 0,595-0,630

5,0 0,350-0,50 0,45-0,60 0,55-0,7

6,0 10-13 0,60-0,780 12-15 0,72-090 14-17 0,84-1,02

7,0 0,70-0,910 0,84-1,05 0,98-1,19

8,0 0,80-1,040 0,96-1,20 1,12-1,36

9,0 0,90-0,170 1,08-1,35 1,26-1,53

10,0 1,0-1,300 1,20-1,50 1,40-1,70

Tab. 8 Velikost střižné vli/e pro neželezné a nekovové materiály [4]

Druh materiálu Střižná vůle [% t]

do2,5 mm 2,5 až 6 mm,

Hliník. 4až7 5 až 9

Dural 7 až 8 7 až 10

Měď měkká 4 až 5 5 až 6

Měď polotvrdá a tvrdá 6 až 7 6 až 7

Mosaz měkká 4 až 5 4až6

Mosaz polotvrdá a tvrdá 5 až 6 5 až 7

Papír, lepenka 2 až 3 3

Fíbr, textil 2 až 4 -

17

Technologičnost konstrukce výstřižků [4]

Při navrhování a posuzování vhodnosti součásti ke stříhání je nutno dodržet určité

zásady.

- kruhové otvory mají přednost před nekruhovými z důvodu levnější výroby.

• Přesnost děrovaných otvoní, tab. 9

Tab. 9

Tloušťka plechu Průměr otvoru [mm] _[mm] do 10 10 až SO SO až 100

0,2 -1 0,06 - 0,02 0,08 - 0,04 0,10 - 0,08

1 -4 0,08 - 0,03 0,10 - 0,06 0,12 - 0,10

4 -10 0,10 - 0,06 0,12 - 0,10 0,15 - 0,14

• Přesnost vnějších rozmění výstřižků, tab. 10

Tab. 10

-Tloušťka plechu Vnějšírozměr výstřižku [mm][mm] doSO SO až 120 120 až 260 260 ažSOO

0,2- 0,5 0,10 -0,03 0,15 - 0,05 0,20 -0,08 0,30 -0,10

0,5 -1 0,15 - 0,04 0,20 - 0,06 0,30 - 0,10 0,40 - 0,15

1-2 0,20 - 0,06 0,30 - 0,10 0,40 - 0,12 0,50 - 0,15

2-3 0,30 - 0,10 0,40 - 0,12 0,50 - 0,15 0,60 - 0,20

3-4 0,40 - 0,20 0,50 - 0,25 0,60 -0,30 0,80 - 0,35

4-6 0,50 - 0,30 0,60 - 0,40 0,80 - 0,50 1,00 - 0,70

6 -10 0,70 - 0,50 0,80 -0,50 1,00 - 0,70 1,20 - 0,80

• Přesnost roztečí děrovaných otvorů, tab. 11

Tab. 11

Tloušťka plechu Rozteče otvorů [mm][mm] doSO 50 až 1S0 1S0 až 300

do 1 0,10-0,03 0,15 - 0,05 0,20 - 0,08

1-2 0,12 - 0,04 0,20 - 0,06 0,30 - 0,10

2-4 0,15 - 0,06 0,25 - 0,08 0,35 - 0,12

4 -6 0,20 - 0,08 0,30 - 0,10 0,40 - 0,15

18

• Velikost nejmenších děrovaných průměrů, tab. 12

Tab.l2

Druh Obvyklé děrování Děrovánís přidržovačem a vedeným střižníkem

materiálu A B A B

tvrdý papír 0,40 0,30 0,30 0,25perfinax apod. 0,40 0,35 0,30 0,25hliník 0,80 0,60 0,30 0,25měkká ocel 1,00 0,80 0,35 0,30mosaz, měď 1,00 0,80 0,35 0,30tvrdá ocel 1,50 1,20 0,50 0,40

Legenda: A - $ kruhového otvoruB - šířka obdélníkového otvoruRozměryA, B jsou dány jako násobky tloušťky stříhaného materiálu

• Dodržovat vzdálenost otvorů od. okraje výstřižku a mezi otvory, tab. 13 a obr. 9

Tab.l3

Tloušt'ka Rozměr Rozměr Rozměrc [mm]plechu a b Pro šířku otvoru L [mm][mm] [mm] [mm]

S-SO SO -100 100 -200 Dad 200

do 1 1,5 2,5 3 8 13 20

1 - 1,6 2,4 3,2 4,5 8 13 20

1,6 - 2,0 3,0 4,0 6 10 14 25

2,0 - 2,5 3,7 4,5 7 10 16 25

2,5 - 3,2 4,8 5,0 8 13 20 28

3,2 -4,0 6 6 9 13 20 28

4-5 7 8 10 16 22 32

L Obr. 9 Vzdálenost otvorů od okrajevýstřižku a mezi otvory

Minimální šířka štíhlých výstřižků nebo šířka vyčnívajících částí má být 1,5násobektloušťky plechu, obr. 10. V případě ostrých rohů volit a. ~ 60° pro pevnost stříhaného

materiálu Rm = 600:MPa a a. = 45'až 60° pro Rm = 300:MPa (měkké materiály), obr. 11.Minimální poloměr zaoblení vnitřních zářezů navrhovat Rmin =0,5 tl. plechu.

19

Obr. 10 Minimální šířka štíhlých výstřižků Obr. 11 Tvary rohů a vybrání

Vhodné tvary výstřižků s ohledem na využití pásu plechu jsou uvedeny na obr. 12a obr. 13. Kruhový obrys výstřižku je nevhodný s ohledem na využití materiálu. Ztrátaasi 30 % [4]. V praxi se provádí některá zjednodušení tvarů výstřižku s ohledem k úspoře

materiálu, obr. 13.

a}

DBB

bl

al

Obr. 12 Různé využití mate­riálupásua - malé využitíb - větší využitíc - stříhání bez odpadu

1( ...-+\. !

bl

Obr. 13 Úprava tvaru kruhového výstřižku [1]a) nevhodný tvar b) vhodný tvar

20

2.2 POSTUPOVÉ STŘÍHÁNÍ [4]

Nástřihový plán - způsob uspořádání výstřižků na pás či tabuli plechu, je důležitým

kriteriem technologičnosti při postupovém stříhání. Nejhospodárnější je výchozí plechve tvaru svitku. Dochází ke snížení nákladů o 5 až 6 %, než při použití tabulí plechu [4].

Určení rozměrových parametrů při postupovém stříhání (e, f, g).

K dosažení požadované kvality výstřižků se musí zachovat určitá šířka mezery(můstku) mezi výstřižky, ale i výstřižkem a okrajem plechu. Velikost můstku bylastanovena na základě empirických zkušeností s ohledem na tloušťku stříhanéhoplechu,tvaru výstřižkua šířky pásu. Vybraný tvar čtvercovýje uveden v tab. 15.

Tab. 14 Okraj pro ostřižení (připoužitíostřihovadho nože)

Tloušt'ka plechu [mm] do 1 1,1 - 1,3 1,4 -1,5 1,6 -1,8 1,9-2,0Parametr "g" 1,5 1,8 2,0 2,2 2,5

Tab. 15 Parametry postupového střz1zání - čtvercový tvar

TloušťkaŠířka pásu

do 15 15 - 50 50 -100 100 -200 200 - 300 300 -400materiálue f e f e f e f e f e f

0,1- 0,9 1,2 1,5 1,5 1,8 1,8 2,2 2,5 3,11 1,3 1,6 1,6 2 2 2,5 3 3,7 4 4,8 4,8 6

1,3 1,4 1,7 2 2,5 2,5 3,1 3,5 4,3 4,2 5,2 5,3 6,51,5 1,5 1,8 2,2 2,7 2,5 3,1 3,5 4,3 4,5 5,4 5,6 6,81,8 1,8 2,2 2,2 2,8 2,5 3,1 3,5 4,3 4,7 5,6 5,8 72 2 2,5 2,5 3,1 3 3,7 4 5 5 6 6 7

2,2 2,2 2,7 2,6 3,2 3,2 4 4,2 5,2 5,2 6,2 6,2 7,22,5 2,5 3,1 2,8 3,5 3,2 4 4,2 5,2 5,4 6,3 6,3 7,22,8 2,8 3,5 3 3,7 3,2 4 4,2 5,2 5,4 6,3 6,5 7,3

~

3,7 3,2 4 3,5 4,3 4,5 5,5 5,5 6,5 6,6 7,53 33,5 3,5 4,3 4 5 5 6 6 7 7 8,54 3,8 4,5 4,5 5,5 5,5 6,5 6,7 8 8 9,3

4,5 4,0 4,8 4,5 5,7 5,5 6,8 7 8,3 8,3 9,8

5 4,5 5 5 6 6 7 7,3 8,5 8,7 10

Výpočet délky kroku: k = Iv + e [mm]

Šířka pásu: P = Šv + 2f + g [mm]

Iv - délka výstřižku

Šv - šířka výstřižku

e - můstek

f -šířka okraje plechug - okraj po ostřižení ostřihovacím nožem

21

Poznámka: Letmé bubnové nůžky z firmy ŽĎAS, a. s. se zařazují do dělících linek, které stříhají

tabule plechu (např. i pocínovaného plechu tl. 0,2 až 0,3 mm) s přesností ±0,15 mm,při počtu střihů cca 8 za sekundu.

Těžiště střižných sil

V postupových střihadlechprobíhá stříhání současně několika střižnI'ky. Výslednicestřižných sil musí působit v ose lisu. Tím se zabrání klopným momentům, které způsobujI'

nepřesnost výstřižků, snížení životnosti nástrojů a předčasné opotřebení beranu lisu.Působiště výslednice sil se zjišťuje graficky [15] nebo častěji výpočtem. Příklad [13]:Uspořádání střižníků je podle obr. 14. Jsou hledány souřadnice xo, Yo těžiště střižných sil.

Xo

= XI '0 1 +X2 '0 2 +X3 '03 +X 4 '0 4 =15.40+37,5.50+40'31,4+90'220 =68,9 mm

Ol +02 +03 +04 40+50+31,4+220

Yo = YI '0\ +Y2 '0 2 +Y3 '03 +Y4 '04 = 55·40+35·50+15·31,4+40·220 =38,7 mmOl +0 2 +03 +04 40+50+31,4+220

s = [68,9; 38,7] mm

!----'--xa----

Obr. 14 Uspořádánía rozměry děr xo, Yo - souřadnice těžiště S

2.3 STANOVENÍ ROZMĚRŮ STŘIŽNICE A STŘIŽNÍKU [4]

vychází z poznatků, že při vystřihování je základním rozměrem rozměr střižnice.

Rozměr střižníku se zmenšuje o střižnou vůli a výrobní toleranci. Při děrování je naopakzákladním rozměrem rozměr střižníku a sÍřižnice má rozměr zvětšený o vůli a výrobnítoleranci. V tab. 16 jsou uvedeny závislosti tolerance nástrojů na rozměru nástrojea v tab. 17 vzorce ke stanovení rozměrů pracovních částí střihadel.

22

Ttb16Z'·t ttla . aVIs os o erance nas OlU na rozmeru nastroie

Střižná vůle

Rozměr nástroje [mm]1 3 6 10 18 30 SO 80 120 180 260 360

[mm] až až až až až až až až až až až až3 6 10 18 30 SO 80 120 180 260 360 SOO

0,0005 až 0,003 +D IT 6 nebo -d IT 6 I0,003 až 0,002 +D IT 6 nebo -d IT 6

0,02 až 0,06+DIT7

0,06 až 0,15-dIT 7 II

0,15 až 0,20

0,20 až 0,30 +DIT8 ID0,30 až 0,60 I -dIT 8

0,60 ažZ,O

~nad Z IV

Tab. 17 Vzorce ke stanovenírozměrů střižnlků a střižnic

Způsob předepsáníZákladní

Vzorce ke stanovení rozměrů prac. částí

tolerance výstřižku s přídavkem na opotř. s přídavkem na opotř.nástroj(otvoru) Po = 0,8 Pu Po= Pu

D_u střižnice Ds= (D - 0,8 Uh) + Ps Ds= (D • Us) + Ps.D-Uh Ds= (D • 0,2 Uh - 0,8 Us) + Ps Ds= (D - Us) + Ps

-U,D Ds= (D + 0,2 Uh + 0,8 Us) + Ps Ds= (D + Us) + Ps

D+Uh Ds= (D + 0,2 Uh • 0,8 Us) + Ps Ds= (D - Us) + Ps-U,

D±U Ds=D+Ps Ds=D+ Ps

d+uh střižník dk= (d + 0,8 Uh)· Pk dk= (d + Uh) - Pk

d+uh dk= (d - 0,8 Us + 0,8 Uh) - Pk dk= (d + Uh) • Pk-U,

d±U dk= d· Pk ~=d-Pk

D - jmenovitý rozměr

Uh - horní úchylka tolerance~

Us - spodní úchylka tolerancePu - dovolená úchylka výstřižku

Po - přídavek na opotřebení

Ps - výrobní tolerance střižnice

Pk - výrobní tolerance střižníku

Je-li Po =Pu-výstřižkyv toleranciIT6 ažIT9Po = 0,8 Pu- výstřižky v toleranci IT6

až ITll

Postup při stanovení rozměrů (včetně tolerancí) funkčních rozměrů střižníku

a střižnice.

• K zadané toleranci rozměru vystřihované součásti se určí dle tab. 5 třída přesnosti

výroby a dle ní se stanoví přídavek Po;

• Z tab. 17 se stanoví základní rozměr .střižnice v případě technologické operacevystřihování nebo střižníku pro děrování;

• Z tab. 7 se určí hodnota střižné vůle a z tab. 5 se určí třída přesnosti výroby střižnice

nebo střižníku. Z tab. 16 pak příslušná tolerance;

• Stanoví se odpovídající druhý rozměr, tj. střižníku nebo střižnice.

23

Pevnostní výpočtystřižníků a střižnic

Střižníky běžného provedení mají obvykle malou délku, stačí je tedy kontrolovatna namáhání v tlaku

crd = Fs < crdov [JvIPa] Fs - střižná síla [N]S

S - plocha průřezu střižníku [mm2]

crdoy- dovolené namáhání v tlaku [2000 - 2500 JvIPa]

V případě delších střižníků je nutno provést kontrolu na vzpěr. Kritická délka střižníku

se vypočte:

pro nevedenýstřižník

pro střižník vedenýve vodicí desce

Legenda

E - modulpruŽ11osti v tahu(ocel:2,15.105 JvIPa)

I - moment setrvačnosti průřezu1= 0,05 d4 [mm4

]

kb - koeficient bezpečnosti (1,5 - 2)Fs - střižná síla [N]

Kontrola tloušťky střižnice na ohyb. Odhad tloušťky střižnice z velikosti střižné

síly podle Oehlera:

H=VF; [mm] Fs - střižná síla [N]

Tloušťka střižnice vypočtená s přihlédnutím k dovolenému napětí v ohybu

H= 1,5· Fs [mm]cr dov

O"doy - dovolené napětí v ohybu, pro ocel 300 až 400 JvIPa

Příklady součástí z konstrukčních uhlíkových ocelí jsou k procvičení na obr. 15, 16,17 a 18 (upraveno podle [4]).

Pro zadanou součást stanovte:

5

28

a) technologii výrobyb) nástřihový plán a využití materiáluc) volba nástrojed) určení těžiště střižných sil výpočteme) velikost střižné sílyt) stanovení rozměrů funkčních částí střižníku

a střižnice

g) kontrolní výpočty střižníku (na tlak nebovzpěr) a tloušťky střižnice

Obr. 15 Podložkaocel 11 500 (volte Rm = 550 JvIPa)tloušťka = 1 mm; roční produkce =45000 ks

24

50

(;0

I

II

I20

30

45

_I g.

I

Obr. 16 Kulisaocel 11 321.20 (volte Rm =320 MPa)

tloušťka =2,5 mmroční produkce =75000 ks

...I

t'"

f-ť ~ -3-'

~~.Q..l .9.'A"'" .

~

~,/

I 'LII

15I

19 1S -12

80

Obr. lB Spojovací článek

Obr. 17 Držákocel 12 020.20 (volte Rtn =450 MPa)

tloušťka=2 mmroční produkce =20 000 ks

ocel 12 071.20 (volte Rm =600 MPa)tloušťka=3 mmroční produkce =4850 ks

Za jistých podmínek lze stříhat součásti i pomocí elastických střihadel, ale výsledkyz hlediska přesnosti jsou horší ve srovnání s běžnými střihadly, např. [1], [4], [12].

2.4 TECHNOLOGIE PŘESNÉHO STŘÍHÁNÍ [1], [4], [6], [11], [12]

Termínem přesné stříháníjsou označoványmetody, kterými je dosahována hladkástřižná plocha kolmá k rovině plechu a výstřižek nebo díra mají přesnost překračující

hodnoty dosahované běžnými technologiemi stříhání [6]. Mezi metody přesného stříhání

patří: přistřihování, stříhání se zaoblenou střižnou hranou a přesné stříhání s nátlačnouhranou.

2.4.1 Přistřihování

Hladká střižná plocha je dosažena dodatečným odstřižením nerovností obráběných,

tvářených, příp. litých ploch. Podle vzájemné velikost střižníku a střižnice lze přistřihovat

s kladnou nebo zápornou vůlí, obr. 19. Dosahovaná přesnost součásti je IT6 až !T9, drsnostpovrchu bývá Ra =0,8 až 1,6 11m a úkos 0,02/10 mm. Pro přistřihování jsou vhodné tvrdéa polotvrdé nelegované oceli, např. 11 523. Lze přistřihovat i mosaz a hliníkové slitiny.Méně vhodné jsou oceli měkké a oceli chromové např. 14 120, 14220. Nevhodné jsouoceli chrommolybdenové. Přídavky na přistřihováníjsouuvedeny v tab. 18 [6].

25

al bl

Obr. 19 Přistřihování

a) s kladnou vůlí

b) se zápornou vůlí

Je-li přídavek na přistřihování větší,

zpravidla přes 0,4 mm, je nutno použítvíce střihů.

Tab. 18 Přídavkynapřistřilzovánípro tLplechu od 1 do 5 mm [6J

Tloušťka Přídavek na přistřihování

plechu t [mm][mm] kladná vůle záporná vůle

1 0,040 0,1101,5 0,050 0,1502 0,065 0,190

2,5 0,080 0,2403 0,090 0,290

3,5 0,110 0,3304, 0,130 0,360

4,5 0,150 0,3805 0,180 0,400

Výpočet síly při přistřihování (ostřihování)

Přistřihovací síla (bez vlivu tření)

Fso =S . Psa =ap' bp . 't ps [N] S - průřez třísky [mm2]

ap - tloušťka přídavku na přistřižení [mm]bp- délka přístřihu obrysu [mm]

Třecí síla při přistřihování

F to =S\ 'Pto [N]

Sl - styčná plocha mezi součástí a otvorem ve střiž­

nici [mm2]

Celková síla při přistřihování (Fv)

Fv =Fso +Fto [N]Pto- kontaktní tlak tření 10 až 50 11Fa. Vyšší hodnota

je pro vnější tvary a tvrdé materiály

Fso- přistřihovací síla (bez vlivu tření) [N]Fto- třecí síla [N]

U nástrojů se volí 3 až 4 % z tloušťky

stříhaného materiálu. Při ostřihování ne­pravidelných tvarů· součástí se z výrob­ních důvodů zhotovuje střižnice rovná.Střižná hrana se volí se zaoblenímRO,2 mm. Úhel čela u přistřihovacích ná­strojů se volí dle tab. 19.

nastroJuDruh materiálu Úhel čela [O]

ocel Rm =600 MPa 12 až 16

ocel Rm =900 MPa 10 až 12

hliník, měkká mosaz 10 až 15

Střižná vůle při přistřihování

Tab. 19 Úhel čela u přistřihovacích,

Příklad:

Těleso zubového čerpadla o rozměrech dle obr. 20, tl. 18 mm z hliníkové slitiny424203.6 je třeba dokončitpřistřižením.Přídavekna přistřižení je 0,3 mm.

26

Řešení:

Délka přistřihovaného obvodu:360-a 360-80

L=2·1t·D· =2·7t·40· =1955mm360 360'

Protlačovací síla se rovná cca 20 % střižné síly [4].

Střižná síla:Fso = L . t . 1: ps = 195,5 ·18 . 280 = 985 320 N == 985,3 kN

Středníhodnota 1:ps =280 l\1Paje z tab. 3. Obr. 20 Těleso zubového čerpadla

Síla na protlačení: -10 1/6

FQ = 20 % Fs = 0,2'985,3 == 197,06 kN

Síla na přistřihování dle Romanovského:

Fso =Ll·L·1: ps +FQ =0,3·195,5·280+197060=

= 16 422 +197 060 = 213 482 N == 213,5 kN

Jednostranný přídavek Ll =0,3 mm s ohledemna životnost ostřihovacího nástroje a dosaženoupřesnost se rozdělí takto:Ll[ = 0,2 mm a Ll2 = 0,1 mm.

Obr. 21 Parametry nástroje

2.4.2 Přesné stříhání s tlačnou hranou

Schema přesného stříhání s umístěním tlačné hrany je na obr. 22. Oboustrannýmsevřením stříhaného plechu a působením tlačné hrany, která je umístěna na tlačné desce,příp. i na střižnici, je ve střižné oblasti vyvolán trojosý stav napjatosti. Tlačná hrana sledujev převážné míře obrys výstřižku, kromě případů úzkých výstupků, obr. 23.

•

Obr. 22 Přesné stříhání

a) tlačná hrana v tlačné desce,b) tlačná hrana v tlačné desce a střižnici;

1 - střižník, 2 - střižnice, 3 - tlačná deska,4 - vyhazovač, 5 - stříhaný plech

Obr. 23 Umístění tlačné hranypři členitém obrysu výstřižku

1 - tlačná hrana, 2 - obrys výstřižku

blal

27

Dosahované parametry při přesném stříhánís tlačnou hranou

Přesným stříháním se běžně dosahuje drsnost povrchu střižné plochy Ra = 0,4až 1,6 J.L1ll, výjimečně Ra = 0,1 /lm. Maximální dosažitelná rozměrová přesnost odpovídáIT6. Pro plechy do tl. 2,5 mm je běžná rozměrovápřesnost IT7 pro otvory a !T8 pro vnější

obrysy. Pro plechy s tloušťkou 2,5 až 4 mm je IT8 až IT9. Pro plechy s tloušťkou nad4 mm je IT9 až !T10. Kolmost střižné plochy u plechů do tl. 4 mm je v intervalu 0,01až 0,02 mm.

2.4.3 Vhodnost technologie přesného stříhání

a) z hlediska roční produkce

Technologie přesného stříhání s nátlačnou hranou (hranami) je vhodná pro větší vý- \robní série. V případě stříhání jednoduchých tvarů se doporučuje min. množství 25 000 ksza rok. Je-li přesné stříhání sdruženo s jinými tvářecími operacemi, interval roční produkceje 14 000 až 18 000 kusů.

b) volba materiálu

Technologií přesného stříhání lze zhotovovat součásti z hliriíku a jeho slitin, mědi,mosazi, berilia a jeho slitin, nelegovaných a nízkolegovaných ocelí. Velmi dobře se hodípro přesné stříhání některé oceli např. 11 300, 11 320, 11 330, 11 343, 11 373, 11 423,11 425, 12010, 12014, 12020, 12023, 12024. Z mosazí pak 424214. Ostatní materiálys jistým omezením jsou uvedeny v tab. 4.1 [12].

c) konstrukční parametry pro přesné stříhání s tlačnou hranou

7,...------r--....-----.,.---.---,.----7""l

64 5

-----t [mm]

32o

7 6

&.!..J5

t2f------+-~-I7"'~-I:~:::..-+---l---l

Obr. 24 Určenímin. průměruotvoru

28

---t[mm]S [mm] ___

~ r-0L.t--J-_-.l. IJ\

ji' 1 ~W~ J

\ I ~ I""',

~.o I J-\ Lr- o -,--:-,---:.-

ft,v.~

~~~

~ -~ -~V~Q~ !f"I' ~ V

f\6 5 4 3~ 2 1 O 2 3 4 5 6v

Obr. 25 Určenímin. šířky drážkys,,--r---.---,---,---r-----,

o ., 2 3 , 5 6

-t(mmJObr. 26 Minimální vzdálenost mezi otvory

5,..---,.----,----,--.....--.....--.,..---...,

E 4 .

oS..o

O 2 3 4 ·5 6

-t[mmJObr. 27 Minimální vzdálenost mezi otvorem a hranou

29

6 E "..J.:;:)Cl,...., Cl

E 5 X.§..

"3 3..o

t 4

.~

Z~

t3

2b

1,5

0,8

O 1 2 3 4- 5 6-t[mm]

Obr. 28 Minimální modul ozubení

o'

,6~~;r;- .LI

I+!'..f"'-. I~~,2

f'..-. ' ~

, ["...

""" I ~ - t,8 .......~ " ' PRO R\'lÍSOOMPa.

I j-, ..................... ""'-10.. " r---....

fv =0,8 r'

,4 --~--r-'-

~ i'-o.. ........... "'"~

, ........... r--.... r--..... ............ ~J,o t........... r--.... ......i'-... 5 -~ r--

, -r-- r---.. ......... ....... F::::.. I--. ...... .......... 4 --41-- -r-- r---... --'"-- r-.. ........... 3-- """'-- --- - -2 -- - 2-- -o 10' 20' 30' 4ft :1)' 60 70' 80' 90' 100' 110' 1

O.

2

oo

@O,

_d-

Obr. 29 Určenípoloměrů rohů a hran

Nedodržení konstrukčních parametrů v souladu s obr. 24 až :29' má za následekzhoršení kvality stříhaných ploch a snížení životnosti funkčních částí střihadla.

2.4.4 Střižná síla, práce a určení velikosti lisu

Velikost střižné síly lze určit z nomogramu, obr. 30. Střižná síla ke konstrukcinomogramu byla stanovena ze vztahu:

kde 'tps == 0,9 Rm [MPa]1 - délka křivky střihu [mm]t - tloušťka plechu [mm]'tps - pevnost ve střihu [MPa]

30

...... ...... ...... ......d e:

!l.. e: z e:::E ..... ..... e:.......... .... lJ....

~..,J~ 150

r t...

! 4 t10

3

200 9B

72

250 6

1,5

300lOs9 1,0B 0,97 O,B6 0,7

400 5

2 40,6

30,5

5000,4

2

60010

20,3

9 d 10·B '- :3700 e:Id d 9 0,2

7 ll]'- BOl

6Id o 7

BOO cu e:

6o o5 e: c 5900 oa. >

10004 4 0,1

Obr. 30 Nomogram k určenístřižné sl1y

Přidržovací sílu Fp lze stanovit výpočtem nebo odečíst z diagramu na obr. 31.4

F ~4·R ·L ·h [N]p m h

Vyhazovací síla Fv lze stanovita) výpočtem nebo b) orientačně,

případně odečíst z diagramuna obr. 32.

a) Fy = S'p [N]

b) Fy = 0,2 . Fs [N]

Celková síla Fe:

Fc = Fs + Fp + Fy [N]

Lh - délka tlačné hrany [mm]h - výška tlačné hrany [mm]

4·Rm- hodnota je empirická, která souvisí s odpo­rem materiálu proti vtlačení hrany [MPa]

S - plocha výstřižku [mnbp - měrný tlak [MPa] (bývá 30 až 70 MPa, v pří­

padě spojení stříhání s ohýbáním se volí100 až 150 MPa)

31

I

I

II

IV/ /

~ //,/,/,/ ,/

---- ----.--- r--

5/

/', v91-----+----t---1---t---..,I--::l/.'/,c,Z?'/"7'/<.7"f--/-;---1---r-.,--.81----I----+---+---t--lv.;f7'''/.oS-~W/++VT-t-,-t-:--+-+-I7'~--+----+---+--I·Ó~V/W+--7f/:...-.-I-t--i-+-I

;i~=====~=====~===~~~/~rs":J,:V/:~~/=:~==:I==~~==:==~~10'32, /

I

I311----l----+---+-1-r------!---i-1-+--t--t-JII

2~--+---_+-_l_-+--I---+_-+-1--t"--r---t"---t

II

J.~--~--~--:-~~':r----=-_1.-~r-~~~t3101ď 2 4 6 8 10" 2 J, 6 8 10

109876

5

4

2

3

3

2

2

L98'I6

5

4

4F- ,P 3

(NJ

~Q 1X 9~ 8~ ,II 7l!: 6

5

2

2

3

3

3

4

19876

5

1et9876

5

4

Obr. 31 Diagram k určenípřidržovacísIly

Určení lisu

Pro trvalý provoz má být lis zatížen 80 % síly, pro kterou je konstruován.Po vytlačení tlačné hrany se síla přidržovače zmenší o 30 %.

Konstrukčně - technologické parametry

Při stanovení postupu tvářecích operací, kdy stříhání je kombinováno s jinýmitvářecími operacemi, provádí se vystřihování v poslední operaci.

32

4

1

J6

/'

3~ \)

1'\ [>l>I ~.).~ \ 1\2

k0.",~\ lY

~ ~1J ~9 /' V8 ,-'\ Y7~. -

1.11\ V\ Y I

i.I' 1\/\ U ~o~

i \ 1\ ~~I.<3

0 r\ \ \ i\[) ~ I1\ 1\ ol I2

I \

~V I

A'\I\ ~~~

L ,Ii

i \\\\ v

1\ \ \ VI- \y

3LY I

I'l ~. 2 3 4 S & 789 fO" 2 3 ~ S 1 .110

--S&un:JObr. 32 Diagram ke stanovení vylzazovacísl7y

I. Nástrojový systém

a) v případě výroby drobných součástí a symetrických součástí do tloušťky 5 mm se na­vrhuje: "pohyblivý střižník a pevný přidržovač", obr. 33;

b) k výrobě~nesymetrických a rozměrných součástí s tloušťkou plechu nad 5 mm se po­užívá varianta nástrojového systému: "pevný střižník a pohyblivý přidržovač", obr. 34.

STŘrŽNICE

VYHAZOVAČ

PRIDRŽOVAč

STR'ŽNiK

Obr. 33 Nástrojový systém(pohyblivý střižník - pevný přidržovač)

srŘlžNICE

-~VYHAZOVAC

PRIORŽOVAČ

'" -~STRIZNIK

Obr. 34 Nástrojovýsystém(pevný střižník - pohyblivý přidržovač)

33

II. Určení střižné mezery z a střižné vůle v

c - koef. pro příčné stříhání c = 0,005až 0,035pro tvrdé plechy c = 0,015až 0,018

t - tloušťka plechu [mm]'tps - pevnost ve střihu [kp/mm2

]

v - vůle [mm]z - střižná mezera [mm]z=(1,5.c.t-0,015).F:: [mm]

Prot>3 mm:

Správně stanovená velikost střižné mezery (vůle) má rozhodující vliv na kvalitustřižné plochy. Lze ji určit z diagramu na obr. 35 nebo z původního Gohreova vztahu [ll].Vztah má platnost v případě tenkých plechů t s 3 mm:

z = c . t . F:: [mm]

_ 2 . [ ] - v případěv - z mm uzavřenéhostřihu

Obr. 35 Diagram ke stanovenístřižné vůle

Poznámka: Legenda platí pro obavztahy. Existují i jinéupravené vzorce provýpočet sffižné meze­ry pro přesné stříhání,

např. [12]

11---~L---1---_+_---'-i

6r-----r---r---.--....:....-....,...-'--,..---..

I...... 41----+---l---1---~L---+--_I

. ~

III. Určení velikosti postranního odpadu B a ŠÍTKY můstku A

Lze využít diagram, obr. 36..---.§ '1 ?1~t__--+--_I_---+--_+_~.,..q-___I'-'-"" .f-< 6 lQ12t----+----+--+-~-1-~~------l

l~ t10t------+--__!_~__!_~~-_+_--:I®

4 8t----+---7''-+--.,.~+_--+--__1-_____l

2 t__--t---+----1H

o O&....--~1--..L.--~--.L.--...I-_-1

2 ~t[~J 6

Obr. 36 Velikost postranního odpadu a šířka můstku

34

IV. Určení rozměrů a polohy tlačné hrany

Tvar, poloha a rozměry tlačné hrany ovlivňují kvalitu střižné plochy a životnostfunkčních částí střihadla. Pro t ~ 4 mm se používá jedna tlačná hrana na přidržovači.

V případě plechů t > 4 mm se používají dvě tlačné hrany - na přidržovači a na střižnici.

Tvar a rozměry tlačné hrany jsou na obr. 37. Vzdálenost hl = h + 0,05 [mm].

---t(mmJ

'E .&..&:

t- n5

r--- l-- ....-ro- 0.5 ~

"I~ 04KEl'~E~~,

" /0.3

\. 02 / '-~"'< t'č ~~

I 01 ~'~~;J-I

~žovAl4 •..,..-.

5 4 3 @2. 1 o 1 1 3 4- 5 6

Obr. 37 Tvar a rozměry tlačné hrany

V. Materiál na funkční části střihadla

Střižnice, přidržovač a kruhové střižníky se zhotovují z nástrojové oceli 19437tepelně zpracované na HRC 58 - 61 kalením a popuštěním. V případě tvarových střižníků

se používá nástrojová ocel s molybdenem, kterou je třeba pečlivě tepelně zpracovat.

Vyhazovače, držáky a opěrné vložky lze zhotovit např. z nástrojové slitinové oceli19 436, kalené a popuštěné naSa -61 HRC.

Tlačné a vyhazovací kolíky jsou z oceli 19421, kalené a popuštěné na 59 - 61 HRC.

VI. Výpočtová část

Šrouby jsou namáhány stírací silou, která činí 10 % střižné síly. Tlačné čepy

se kontrolují ze síly přidržovače na dovolené namáhání v tlaku 400 MPa a analogickyse kontrolují vyhazovací čepy ze síly vyhazovače na tutéž hodnotu.

VII. Volba maziva

K mazání se používají maziva zn. CURTIS 625 nebo chlorparafin ředěný petrole­jem, případně ijiná maziva.

Z tradičních maziv se v případě přesného stříhání dílců z mosazi osvědčila kom­binace CURTIS + líh.

35

Přlklad:

50

5 6 28 6

I--ll>

r~ r~I~l./' .-

\.L.Ill>~

I 15 lil>~

oll>

3 14 16 '\4

Iřl-tti-Q":>

I ,

I I~ 929~O.1

Rozhodněte o použití technologiepřesného stříhání k výrobě součásti Vidlice(obr. 38). Vidlice je z oceli 11 373.0,tloušťky 3 mm a požadováno je výrobnímnožství 70 000 kusů/rok.

1. Z hlediska roční produkce je zadanásoučást vidlice vhodná k použitítechnologie přesného stříhání.

Řešení:

2. Kvalita střižné plochyRozměrovou přesnost !T8 a drsnostpovrchu Ra =0,8 lze dodržet.

3. MateriálZadaná ocel II 373.0 je vhodná propřesné stříhání.

Obr. 38 Vidlice

4. Minimální šírKa drážkyZ diagramu na obr. 25 pro t = 3mm, L = 15 mm, Rm=450 MPa je šířka drážkyš =2,5 mm, což vyhovuje/na součásti je š =5mm.

5. Minimální vzdálenost mezi otvorem a hranou součásti

Z obr. 27 platí pro t =3 mm rozměr amin =1,6 mm, což vyhovuje

6. Minimální průměr otvoruZ obr. 24 je pro t = 3 mm hodnota dmin = 2,8 mm, což vyhovuje s ohledem na ~ 5 mmu zadané součásti Vidlice.

7. Tvarové přechody

Řešená součást má tvarové přechody plynulé, což vyhovuje technologii přesného

stříhání.

8. Velikost střižné, přidržovací a vyhazovací síly

S využitím nomogramu na obr. 30 je hodnota střižné síly přibližně Fs == 440 kN(výpočtem Fsv = 4405,3 kN). Výpočtem pak F~ = 445,3 kN stanovená pro celkovýobvod součástky Oe =366,55 mm.

Přidržovací síla Fp == 2,50·1 OS N =250 kN pro l t (obr.31 ).

Vyhazovací síla Fv pro plochu výstřižku Vidlice Sv = 1 650 mm2 je z diagramuFv =f(Sv) na obr. 32 rovna Fv== 66 kN.

9. Velikost lisu, ,Celková síla Fe =Fs + Fp + Fv=400 kN +2.50 kN + 66 kN =716kN

36

.'

Při trvalém chodu je lis zatížen na 80 % síly, pro kterou je konstruován, a po odečtení

30 % síly přidržovače, bude celková síla Fe < 716 kN. Vhodný lis je TKP 160/100

10. Nástrojový systémPro součást je vhodný nástrojový systém: pohyblivý střižník a pevný přidržovač.

11. Střižná vůle

Z obr. 35je pro t = 3mm hodnota střižné vůle v = 0,015 mm

12. Postranní odpad a šírKa můstkuZ obr. 36jsou pro t = 3mm hodnoty: A = 5,5 mm; B = 9 mm

13. Tlačná hranaZ obr. 37 je pro t =3mm:h=0,48 mma=2,2mm<X = 45°hl = h + 0,05 = 0,48 + 0,05 =0,53 mm

14. Materiál funkčních částí

Je dán v odst. V.

15. Šrouby jsou namáhány stírací sílou rovnou 10 % celkové síly, tj. Fstír = 10 % Fe == 0,10 ··716 = 71,6 kN; ve skutečnosti bude hodnota Fe <71,6 kN s ohledem na trvalýchod lisu při zatížení na 80 % a odečtení 30 % síly přidržovače.

16. MazivoBude použito např. mazivo CURTI8 625.

Na obr. 39 je uvedena součástka se segmentem ozubení k procvičení postupu.

DETAIL A

'0

'"

Obr. 39 Součástkas ozubením(m = 1,5; z = 14; <X = 20°)

37

Obr. 40 Ohybjednostranněupnutého pásu

2.4.5 Ekonomické hodnocení stříhané součásti

V odborné literatuře [1] je uvedeno ekonomické hodnocení vystřihování součásti

z plechu ze slitiny Al, která má rozměry 248 x 146 mm, tloušťku 1,6 mm. Součástka mávíce jak 70 otvorů o průměrech 3 až 20 mm a je zde porovnání s vystřihovacím automa­tem. Jako kritické množství je zde uveden počet cca 7 000 ks, kdy se jeví ekonomickévystřihování s využitím složeného střihadla.

3 PROCES OHÝBÁNÍ PLECHU A JEHO PARAMETRY

Ohýbání [12], [14] je trvalé deformování materiálu, kterým se dosahuje požadovanézměny tvaru bez podstatné změny průřezu. Pro dosažení trvalého ohybu je nezbytné,aby ohybové napětí bylo nad mezí kluzu Re. Překročení meze pevnosti v tahu Rm nenídovoleno z důvodu porušení soudržnosti tvářeného materiálu. Schema ohýbání a techno­logické doporučení k získání funkčního ohýbaného dílce jsou uvedena, např. v [12] neboDIN 8586.

3.1 OHÝBACÍ SÍLA

Ohyb pásu plechu upnutého jedním koncem (podle Hrazdi1a):

b t 2

Fo =-·-.Rm.(1,5+Ep ) [N]6'x

Rm - mez pevnosti v tahu [MPa]R, b, t, x - délkové parametry z obr. 40 [mm]Ep - trvalá poměrná deformace krajních vlá-

ken Cp = ~ [-]2·-+1

tV - ohyb (ohybnice do tvaru V) [13]

Síla potřebná pro ohyb [13]

12·b·t2

·R []F = ' m No w

v, t, w - délkové parametry z obr. 41 [mm]Rm - mez pevnosti v tahu [MPa]ri vnitřní poloměr ohybu [mm]rimin - minimální (ještě přípustný)

poloměr [mm]w=5·ri [mm]rj = rimin == 1,3 ·t [mm]když fj > rjmin, pakje:fi =(2 až 5) . t [mm]1=6t [mm]

38

Obr. 41 V - ohyb

Ohybová síla s kalibrací [13]

:\:

Obr. 42 U - ohyb bezvyhazovače

b - šířka plechu [mm]t - tloušťka plechu [mm]Rm- mez pevnosti v tahu [MPa]

u - ohyb (bez podepření vyhazovačem v nástrojia vybouleným dnem [13] ~~~~

F =04·t·b·R [N]o' m

u - ohyb (s podporou vyhazovače a rovnýmdnem ohýbaného dílce [13]

F =05·t·b·R [N]o' m

b - šířka plechu [mm]t - tloušťka plechu [mm]Rm- mez pevnosti v tahu [MPa]

Obr. 43 U - ohybs vyhazovačem

Lemování plechu [13]

F =02·t·b·0" [N]o' o

b - šířka plechu [mm]t - tloušťka plechu [mm]0"0 - ohybové napětí [MPa]

Ohyb se zakružovánímplechu [13]

07·t2

·b·R [N]F = ' mo d

l

b - šířka plechu [mm]t - tloušťka plechu [mm]Rm- mez pevnosti v tahu [1\IIPa]dl - vnější průměr svinutého plechu [mm]

Obr. 44 Princip ohybuplechu

Obr. 45 Princip zakružováníjednoho konce plec/Ul

a I - upravený ohybník pro za­kružování plechu

bl - ohybníceCI -plech

39

Rozšiřování otvorů ohybem okrajů - výpočtové vztahy [13]

Fo =0,7.t·(d1 -d).Rm [N]

d=D - 2· (H -0,43· r -0,72 .t) [mm]

H=D-d +0,43'r+0,72.t [mm]2

Fo - ohýbací síla [N]D - střední průměr po rozšířeníotvoru [mm]H - výška ohybu lemu otvoruHmax == 0,12· dl + t [mm]dl - průměr otvoru v ohybnici [mm]

dl == D + 0,3 . t [mm]d - průměr výchozího otvoru [mm]t - tloušťka plechu [mm]Rm- mez pevnosti v tahu [MPa]

Q)

b)....

c)

r1=i&=Obr. 46 Princip rodiřování

otvorua - výchozí stavb - průběh rozšiřování

c - rozšířený otvor

Ohýbací práce [13] Fo - ohýbací síla [N]z - pracovní zdvih nástrojek - součinitelrespektující průběh ohýbací

síly (všeobecně k = t)

Ostatní vztahy pro ohýbací práci, např. pro ohýbání s podporou vyhazovače, jsouuvedeny v [13].

3.2 ODPRUŽENÍ PŘI oHÝBÁNÍ [1], [14]

Obr. 47 odpruženíoceli 11 423

60

90 a

0) ~20

30

) /V /

/ / // / V (

/ Y::V /1

/ ~ '/ Y,/

~~ /./

'//;. ,;""

6

14

10

8

4

2

O

-2O 2 4 6 8 10 12 14

-- RitVybrané diagramy ke stanovení úhlu

odpružení y pro konkrétní rozevření ramenohybu a jsou uvedeny na obr. 47, 48, 49, 50a 51 [1].

Velikost odpružení je ovlivněna me­chanickými vlastnostmi ohýbaného mate­riálu, poměrem poloměru ohybu k tloušťce

materiálu Rit, velikostí úhlu otevření a ra­men ohýbaného dílce a konstrukcí ohýbadla.Úhel odpružení se zjišťuje experimentem(v laboratorních podmínkách např. s vy­užitím Tarnogradského přístroje), výpočtem

nebo pomocí diagramů (některé jsou uvede­ny v ČSN 22 7340).

40

Obr. 48 Odpružení oceli 11 425

20

60

30

) 1//

jl V/ vv~

v (

/V ~ V

V1

~V v v'./oV'

10

14

4

2

O

-2O 2 4 6 8 10 12

--RitObr. 49 -Odpruženíoceli 11 500

6 8 10 12 14.'-- RIt

30r--+--+-t----+--+---;;-r-:71 60

10

(0 )

t6

4I!'

2

O

-22O 4

) / /V

/ /1/ /

/ 1/1//

/ flII

10

14

t 86

cx_

4

2

O

-2O 2 4 6 8 10

-- RitObr. 51 Odpružení oceli 19191.3

2 4 6 8 10 12 14

-Rit

Obr. 50t Odpružení oceli 12 010

60 a

t : r-r----f--+---.J;;.~~--j (0) ~

tf

Tab. 20 Tolerance úhlů ohybů součásti [6]

Druh materiálu a jeho PoměrR/t

pevnost v tahu Rm <1 1 až2 2až4

měkká ocel, mosaz ±15' ±30' ±1°Rm = 300 MPastředně tvrdá ocel

::t30' ±15' ±3°Rm = 400 MPamosaz polotvrdáRm=3500MPa - ±3° ±5°tvrdá ocelRm =600MPa

41

Tab.21 Výrobní tolerance délky ramen ohýbaných součástí[6]Rozměry v tabulce jsou v mm.

B9~~~B9~~A A .

A BC s

<50 50 až 100 100 až 150 <50 50 až 100 100 až 150

<1 0,3 0,4 0,5 0,5 0,8 1,0100 1 až 3 0,5 0,6 0,8 0,8 1,0 1.5

3až6 0,6 0,8 1,0 1,0 1,5 1,5

<1 0,4 0,5 0,6 0,8 1,0 1,5100 až 200 1až3 0,5 0,6 0,8 1.0 1,5 1,5

3až6 0,6 0,8 1,0 1,0 1,5 2,0

<1 0,5 0,6 0,8 0.8 1,0 1,5200 až 400 laž3 0,6 0,8 1,0 1,0 1.5 1,5

3až6 0.8 1,0 1,2 1,0 1.5 2.0

<1 0.6 0.8 1.0 1,0 1,5 1.5400 až 800 laž3 0,8 1,0 1.2 1,0 1,5 2,0

3až6 1,0 1,2 1,5 1,5 2.0 2,5

Tab. 22 Nejmenšípoloměryohybu (dle ČSN 22 7340 z r. 1990)

Rozměry v[mm]

...Nejmenší poloměr ohybu pro t10ušiky plechu

Ocel Ohybo pevnosti napříč pfes pfes přes pfes pfes pfes pfes pfes pfes pfes

v tahu nebo podél I 1,5 2.5 3 4 5 6 7 8 10

Rm [MPa] vlákenI do do do do do do do do do do

1,5 2,5 3 4 5 6 7 8 10 12

napříč I 1,6 2.5 3 5 6 8 10 12 16 20do 400

podél I 1,6 2,5 3 6 8. 10 l2 16 20 25

přes 400 napříč 1,2 2 3 4 5 8 10 12 16 20 25

do 500 podél 1,2 2 J 4 6 lO 12 16 20 25 32

přes 500 napříč 1,6 2,5 4 5 6 8 10 l2 l6 20 25

do 650 podél l.6 2.5 4 5 8 lO l2 16 20 25 32

Nejmenší poloměry ohybu platí pro úhly ohybu fJ ~l20~. Pro fJ > 120~ je nutno zvolit poloměr

nejblíže větší.

Na následujícím obr. 52 a) b) jsou uvedeny aplikační možnosti technologie ohýbánína a) na ohýbačkách, b) na ohraňovacích lisech

42

II:I

I1.- k§\W

l ~

IJf ~~.'

I---~ ,---L-----~

~ I[,-k---"---~v

. ~ ~~

,J~ ,-~--_~~J' .

j,---~

Obr. 52 Aplikace technologie ohýbánía) ohýbačky

Obr. 52 Aplikace technologie ohýbáníb) ohraňovací lis [14]

Příklad [161:

Součást dle obr. 53 je zhotovena ohýbáním na třech hranách. Délka ohýbanýchhran je 333,3 mm, úhly ohybu jsou rovny 90°, tloušťka plechu 2 mm, ocel má pevnostv tahu Rm = 400 MPa a tažnost Aso = 20 %. Pracovní zdvih se uvažuje 100 mm. Tepelnézpracování a stav povrchu součásti blíže nespecifikovány.

Řešení:

Kontrola minimálního poloměru ohybu. Pro ocelový plech do Rm =400 MPa včetně,

platí dle tab. 22 pro ohyb napříč a podél vláken Rmin =2,5 mm. Z uvedeného je zřejmé, že iv nejnepříznivějším případě poloměr ohybu vyhovuje, protože je ve skutečnosti větší

CR 3> R2,5).

43

cC"l"'"

s.v.>Obr. 53 Součást zhotovená ohybem

Poznámka: V případě, že ocelový plech bylza studena zpevněný válcová­ním, potom dle literatury [16] ­tab. 35, je ocel pro Rm =350 až440 MPa hodnota Rmin = 0,5 . t= 0,5 . 2 = 1 mm při ose ohybukolmé na směr vláken a Rmin =0,9 . t = 0,9 . 2 = 1,8 mm při

ose ohybu rovnoběžné se smě­

rem vláken. V případě vyžíha­ného plechu (tj. ve stavu nez­pevněném) je dle [J6] tab. 35hodnota Rmin = 0,1 . to = 0,1 . 2= 0,2 mm v případě, je-li osaohybu kolmá na směr vláken.Je-li osa ohybu rovnoběžná sesměrem vláken, pak Rmin =0,5 .. t =0,5 . 2 = 1mm.

Pro libovolný počet hran ohybu doporučuje lit. [16] pro výpočet ohýbací síly tzv.Hurychův vzorec.

Fo =(0,3S+0,0022.AsJ·Rm·t·LI [N]

Po dosazení:

Fo = (0,35 + 0,0022.20).400·2,3.333,3 = 31S168 [N]

Potřebná ohýbací práce [13]

A = 1 . F .z [kl]o 3 o

Po dosazení:

A o =t·31S168.100=10S05600 [N.mm]=10S0S [Nm]=10S0S [J]=10,S [kJ]

3.3 OHÝBÁNÍ TRUBEK [17]

Z hlediska ztráty stability trubky je ohyb v praxi limitován poměrným poloměrem

ohybu p = R!D (tabelovaným pro různé materiály a technologie ohybu) a poměrnou

tloušťkou stěny t/D. Čímje tato hodnota vyšší, tímje možno dosáhnout menšího poloměru

ohybu.

Pro trubky pro rozsah průměrů 32 mm až 76 mm při ohýbání za studena a bez tmuplatí dle lit. [17]:

i ~ I~ a R ~ 2,S D ; a R~SD

44

Při ohýbání s pevným trnem za studena [17]

I> I R>15D'0-10 a -, , -l.<-L a R=3D' t> I a R>2D0-20 ' 0-20 -

Při ohýbání trubek je třeba brát zřetel na úchylky vnějšího průměru a tloušťky stěny

trubky (viz ČSN 425715 a 425716).

3.3.1 Síly a momenty při ohýbání trubek [17]

Celkový moment je dán součtem dílčích momentů:

Me =M I +M2 +M3 +M4 [Nm]

kde Ml - moment nezbytný k vyvolání plastické deformace trubkyM2 - moment nutný k překonání tření trubky na přítlačné liště

M3 - moment nutný k překonání tření v ložisku segmentu~ - moment nutný k překonání tření trnu o trubku

Pro eřípad ohybu trubky navíjením (obr. 54) se vypočte Ml ze vztahu:

MI =(k l +~).Wo ·Rc [Nm]2ps

kde kl je součinitel profilu tj. poměr

statického momentu plochynapětí příčného řezu při plas­tické a elastické deformaci

~ - poměr poloměru ohybuk vnějšímu poloměru trubky

Wo - průřezový modul ohybu protrubku [mm3

]

Součinitel kl se pro mezikruhovouplochu řezu trubky stanoví:

1- (Í_llYkl =1,7· (Oy [-]

1- 1_11o

Tab. 23 Hodnoty kl - určíses přihlédnutím k poměru -5 [17]

i [-] kl [-]

<0,05 1,3

O~05 až 0,11 1,40,12 až 0,19 1,5q,20 až 0,30 1,6

Obr. 52 Oltýbání trubky navíjením

D - vnější průměr trubky [mm]t - tloušťka stěny trubky [mm]

Tab. 24 Hodnoty ko - s přiltlédnutímk drultu oceli [17]

Druh oceli ko [-]

11350 10

11422 11,6

11550 14,0

11650 17,6

Stanovení Wo pro trubku: 01 D4

_d4 [m3 ]W =-'._--

oDD

45

kde d=D-2t [ml

VýpočetM2: M 2 =L'F'(fn '~+2.LJ [Nm]Dc Dv

kde L je vzdálenost válečků měřená na normále ke styčným plochám [m]F - síla, kterou je válečekpřitlačovánke trubce [N]fn - součinitel tření v ložiskách přítlačného válečku (0,15 až 0,4)Jl - součinitel valivého tření

Dv- vnější průměr přítlačného válečku [m]dv - průměr čepu přítlačného válečku [m]

VýpočetM 3 : M 3 =F·fn ·rč [Nm]

kde fn je součiniteltřenív segmentu v ložiskurč - poloměr čepu segmentu [ml

Výpočet Mt: M 4 = (1 až 1,5). Ml [Nm]

Při ohýbání trubek je důležité mazání trnu. Mazání se provádí buď rucmmvymazáváním trubky v místě ohybu nebo pomocí dutého trnu do třecích ploch. Tradičnímmazivem je mazlavé mýdlo a celá řada nově vyvinutých maziv jako je např. PROLONGz výrobního sortimentu :firmy TRIGA.

Tab. 25 Vybrané metody technologie ohýbánís ukázkou provedení nástrojea technologickým popisem [17]

Technologie

Za studenabez tmu

S trnem

Provedeni nástroje

~}. a

.~

~b

-Q=.-'+EFEFI---j'-fE·_·3"H·am~·- c

~.-

46

Technologický popis) .

Proti vybočeni trubky je třeba

používat segment a li§tu brflnicívybočeni V prodlužované části

D < 160 mm

Tvar· tmu

Kulový (a)

Lžicový (b)

Clánkový (c)

Vůle mezi trnem a trubkouD = 32 až 50 tt = 1 mmD=50až200 tt= 1 až 1,5ínmD > 200 ft;= 1,5 až 3mm

Délka pracovní části tmu LdoD=30mm L=6Ddo D = 30 až 75 mm L = 4,5ddo D = 120 mm L = 3D

Tab. 25 -pokračování

Technologie Provedeni nástroje Technologický popis

Na lisech

Momentemza p\isobenitlaku

za tepla

Trubky plněné

pískem .

Zá " tVISl na Ir

R S; 10DD < 300 mm

R S; 3DD ~203mm

Je snížené nebeZpečí vybočeni

trubky. Tuhost trubky závisi naintenzitě spěchováni náplně. Mí­nimální poloměr ohybu DR = O,165D2/tD = (22 až 372) mm

zbtka -Z=-i-''--;-~­vibra~n: stOL

Zakružovánim R S; 6DD < 177 mm

47

Tab. 25 -pokračování

Technologie Provedeni nástroje Technologický popis

Ohyb trubkytlakem sestředoCrekvenčním

ohřevem

Ohyb záhybový

R~3D

D = (lOS až 325) mm

Trubka'pOlilhřevuna tvářecí tep­lotu vybočí,číIDŽ se v úzkémpásu' kolem tmsta ohřevu vytvoří

počátek záhybu. Proti vybočení

trubek mimo záhyb se používásvěrek

Nevýhodou je snížený prom trub­ky a vysoké vnitřní odpory zpd.sobené záhyby

R~6D

D = (lOS až 625) mm

U ohybu trubek malých průměrů se používá kromě trnu rovněž plnění pískem,olovem, lehce tavitelnými kovy apod.

Obr. 53 Ohýbáníplechu z nízkouhlí­kové oceli [1]

1 - prosté ohýbání (9 operací);2 - složitější nástroj (4 operace)

ks100

I I

tl.plechu O,75mm

~~-~--• 1

""- --<

'----I _1 -0,1

tN

3.4 EKONOMICKÉ HODNOCENÍ OHÝBANÝCH SOUČÁSTÍ [1]10

48

250 r---,--,----r--..,..-----,---.,.--,

69p c:; -

\tJ 3,3o-co

83

150

Kč.ks-1

200

tN 100

50 r-==!Z+===t====t==~H

o~-~-~---l.--~_..l--JO 10 20 30 40 ks 50

X."03 __

Obr. 54 Ohýbání drátu Z nízkouhllkové oceli [1J1 - ručně; 2 - v ohýbadle na lisu; 3 - ohýbací automat

3510 15 20 25 ks1.10 3 __

5

'~\'(~

~'--. ~

~~

10O

500

t 100

N

Obr. 55 Ohýbaná součástze slitiny Al [1J1 - ohraňování na lisu; 2 - ohýbání v ohýbadle

Poznámka: Pro řešení příkladů z ohybu, především výpočet rozvinutých délek L, Z, U, C profilu as měřítkem u výpočtů rozvinutých délek obecného ohybu, lze v praxi využít existujícísoftware "Strojař V 2.0" publikovaném v čas.CIllP v r. 2000.

49

4 TAŽENÍ ROTAČNÍCH SOUČÁSTÍ BEZ ZTENČENÍ STĚNY

4.1 NÁVRH POSTUPU VÝPOČTŮ PRO KLASiCKÉ TAŽENÍ VÁLCOVÉHOVÝTAŽKU

Hluboké tažení dílců z plechu patří k nejnáročnějším operacím plošného tváření.

Přístřih plechu (rondel, kruhovka) je přetvářen do podoby dutého, prostorového tělesa

za podmínek dvojosého stavu deformace. S ohledem na stabilitu tažného procesu existujíurčitá omezení pro výtažky,· co do rozměru a tvaru, které lze v jedné operaci vyrobit.Metodika výpočtu je z praxe a příslušných norem.

4.1.1 Tažení z plochého přístřihu (první tah)

Požadovaný tvar je uveden na obr. 58

Zadané parametry:d - vnitřní průměr výtažku [mm]h - výška výtažku [mm]rd - poloměr dna [mm]t - tloušťka plechu [mm]Materiál· výtažku resp. mechanické hod-notyRm aRe·

1. Stanovení průměru výchozího polotovaru- vychází se z povrchu výtažku Se [mm2

].

D =~; ,Se [mm]

2. Určení poměrné tloušťky polotovaru

t/D ·100 [%]

ci.

I

'" V SJ ~

tY - I- ...~

Szo'"",

~4dd

Obr. 58 Parametry výtažku

Poměrná tloušťka se porovná se sloupcem příslušného rozsahu hodnot v tab. 26. Hod­noty součinitelů v tabulce jsou označenymo až lI4.

Tab. 26 Hodnoty t/D·1 00 [%] a součinitelé tažení (převrácená hodnota součinitele

taženíje stupell tažení K = ~ )

Číslo Součinitel Poměrná tloušťka polotovarů i ·100 [%]tahu tažení 2,0 -1,5 1,5-1,0 1,0-0,6 0,6-0,3 0,3-0,15 0,15-0,08

1._ dl

0,5 0,53 0,55 0,58 0,60 0,63mo-o

2. d2 0,75 0,76 0,78 0,79 0,80 0,82m)=TI

3. d 0,78 0,79 0,80 0,81 0,82 0,84m =..1..2 d2

4. m = d4 0,80 0,82 0,82 0,83 0,85 0,863 d3

5. m =.!!i 0,82 0,84 0,85 0,86 0,87 0,884 d4

50

3. Orientační stanovení počtu nezbytných tažných operací (n):

Z tab. 26 se odečtou hodnoty mo a ml pro příslušnou poměrnou tloušťku a dosadí sedo vztahu [4]

n = 1+ log d -log(mo . D)logm j

Pokud n ~ 1,2 , předpokládá se zhotovení výtažku v jednom tahu, pokud n > 1,2 ,potom se jedná o dva, příp. více tahů.

4. Stanovení základních geometrických parametrů nástroje:

Vnější průměr výtažku

do = d + 2 . t [mm]

Průměr tažnice

dm =d+(2,4až2,6).t [mm]

Zaoblení tažné hrany u tažnice

rm=(SažlO).t [mm]

Zaoblení tažníku rd se určí s ohledem na průměr tažníku (lze porovnat např.

s ČSN 227301). Hodnoty jsou uvedeny v tab. 27.

Tab. 27 Návrh zaoblenítažníkůs ohledem na jehoprůměr

Zaohlenítažníku rd [mm] Průměr tažníku d [mm]

(3-4)·t 10-100

(4 - 5)· t 100 - 200

(5 -7)· t 200 a více

Výpočet tažné síly pro první tah Ftl--lli1

Situace na počátku tažení Jeznázorněna na obr. 59.

Zadanými hodnotami jsou:ry - okamžitý poloměr příru-

by [mm]y - konstanta: 1,15

Re - mez kluzu v tahu [MPa]t - tloušťka plechu [mm]rm - zaoblení tažnice [mm]Rm - pevnost v tahu [MPa]Fp - přidržovací síla [N] - sta­

noví se výpočtem

51

Fp

Obr. 59 Schema taženípro 1. tah

Tažná síla na tažníkuje vyjádřenavztahem [4]:

Ft = 2 .1t . rl . t .[(r .Re ·lnS:. + I!' Fp J. ella + Rm] [N]

1 rl 1t . rv • t 2 . r~ +1

Volba přidržovačea přidržovací síla

Přidržovač zabraňuje zvlnění materiálu na přírubě v průběhu tažení a k tažení hlubo­kých výtažků je nezbytný. Dle ČSN 227301 je přidržovač nutný, pokud je splněnanerovnost v případě hlubokotažné oceli:

100 . d ~ 5O. (1 9 - .Ji JD 'VD

Přidržovacísíla je daná vztahem:

kde S= 1t·D2

_1t.(d+2t+2rm Y[mm2 J4 4

Tab. 28 Doporučené hodnoty přidržovacz'ho tlaku

Druh materiálu Měrný přidržovacítlak p [MPa]

Ocel 1.8 -28Mosaz l,5 - 2pMěď 1,2-~

Illiník ~8 -1,2

Velikost přidržovací síly lze zkontrolovat z hlediska zvlnění příruby. Malá přidržovací

síla, resp. tlak, má za následek zvlnění příruby na výtažku. Nepřípustná přidržovací

síla, pak porušení výtažku.

4.1.2 Tažení z dutého předtažku - druhý a další tahy

Hodnoty součinitele pro druhý, resp. další tahy z tab. 26. Potom průměry výtažků

pro jednotlivé tahy jsou:

Průměrvýtažku 2. tahu:

d2=ml .dl [mm]

Průměr výtažku 3. tahu:d3= m2 • d2 [mm]

Průměr výtažku n-tého tahu:dn=mn_1 ·dn_1 [mm]

52

Stanovení základních rozměrů

Nástroje pro 2. tah, viz obr. 60

d2 =d l ·m l [mm]

d 2P =d l [mm]

rT =(6-S).t [mm]

rp =2.t [mm]

Určení VÝšky yýtažku (hloubky taženO

Obr. 60 Schema výtažku a nástrojepro 2. tah

Vychází se z konstantního objemu materiálu výtažku, resp. z rovnosti ploch, tj., celkovéplochy přístřihu Se.

Plocha dna výtažku je dána vztahem (viz obr. 60)

SI =1t:; [mm2]

Plocha přechodovéhokužele u dna výtažku (při zanedbání r p) se určí ze vztahu:

S - (d2 d3) d2 -d3 [ 2]2 -1t. -+- . mm2 2 2·cosa

Plocha válcového pláště se určí:

S3 =Sc -(SI +S2) [mm2]

Odtud výška válcového pláště výtažku je:

h~=~ [mm]1t·d2

Celková výška výtažku (tj. hloubka 2. tahu) je dána vztahem

I . (d2 - d3 ) []h 2 =h2 + 2 ·tga mm

Výpočet tažné síly pro 2. nebo další tahy

F = 2 . 1t . d . (1 2 - ~J.t .R [N]ln n' d m

n-I

53

kde dn - průměr výtažku n-tého tahu [mm]dn-l - průměr výtažku n-1 .tahu [mm]t - tloušťka materiálu výtažku [mm]Rm - pevnost taženého materiálu s přihlédnutím k max. zpevnění [1vfPa]

Kontrola napětí v kritickém místě VÝtažku

Za kritické místo výtažku se považuje průměr dn, tj. přechod válcové části do kuželovéhonáběhu.

Napětí v kritickém místě:

Vypočtenáhodnota cr r se porovná se základní pevností materiálu Rm•1

4.1.3 Tažení válcových součástí s přírubou [ll, [4], [6]

Schema válcového výtažku s přírubou je na obr. 61. Výtažky lze zhotovit na jednu

operaci, když při poměrech rozměrů rondelu i·1 00 [%] a výtažku d; a f bude poměrná

hloubka *odpovídat nebo je menší, než'

jsou hodnoty uvedené v tab. 29. V těch

případech, kdy poměr hloubky ku průměru

výtažku (~) je větší, potom je třeba zhotovit

výtažek na více operací.

d..

Obr. 61 Válcový výtažekse širokou přírubou

Tab. 29 Poměrné hodnoty ~ pro válcové výtažky s přírubou

0,3 až 0,10,6 až 0,31,0 až 0,6

Poměrná tloušt'ka výstřižku i·1 00 [%]

1,5 až 1,02 až 1,5

Poměrný

průměr 1--------,-.-----,--------,-------,------;příruby

dp

d

do 1,1

1,3

1,5

1,8

2,0

2,2

2,5

2,8

3,0

0,90 až 0,75

0,80 až 0,65

0,70 až 0,58

0,58 až 0,48

0,51 až 0,47

0,45 až 0,35

0,25 až 0,28

0,27 až 0,22

0,22 až 0,18

0,82 až 0,65

0,72 až 0,56

0,63 až 0,50

0,53 až 0,42

0,46 až 0,36

0,40 až 0,31

0,32 až 0,25

0,24 až 0,19

0,20 až 0,16

0,70 až 0,57

0,60 až 0,50

0,53 až 0,45

0,44 až 0,37

0,38 až 0,32

0,33 až 0,27

0,27 až 0,22

0,21 až 0,17

0,17 až 0,14

0,62 až 0,50

0,53 až 0,45

0,48 až 0,40

0,39 až 0,34

0,34 až 0,29

0,29 až 0,25

0,23 až 0,20

0,18 až 0,15

0,15 až 0,12

0,50 až 0,45

0,47 až 0,40

0,42 až 0,35

0,35 až 0,29

0,30 až 0,25

0,26 až 0,22

0,21 až 0,17

0,16 až 0,13

0,13 až 0,10

54

Tab, 30 Součiniteletaženípro válcové výtažky spřírubou

Součinitel Poměrná tloušt'ka výstřižku is·100 [%]tažení

2 až 1,5 1,5 až 1,0 1,0 až 0,6 0,6 až 0,3 0,3 až 0,15

ml >0,50 0,52 0,54 0,56 0,58

m2 0,73 0,75 0,76 0,78 0,80

mni 0,75 0,78 0,79 0,80 0,82

Il14 0,78 0,80 0,82 0,83 0,84

ms 0,80 0,82 0,84 0,85 0,86

Obr. 62 Schema postupu taženísoučástíspřírubou

U výtažků s menšími rozměry příruby, u kterých je splněna podmínka

d%, < 1,2 a X> 1 se v první operaci táhnou výtažky bez příruby a příruba se postupně

vytváří v dalších operacích (obr. 62a). Z obr. 62a je zřejmé, že v operaci m až VII sevytvoří kuželová příruba, která se v poslední operaci vm upraví na konečný tvar kolmý

t ,k ose výtažku. Uhel příruby se rozevírá v rozmezí 75 0 až 1200

•

Na obr. 62b je ukázán postup zhotovení výtažku, u něhož se příruba vytváří

změnou sklonu stěny i poloměrem jejího zaoblení (op. III a V). Konečný tvar získá příruba

v poslední VI. operaci. Postup tažení podle obr. 62c-c1ostává příruba svůj rozměr již v prvníoperaci (1). V dalších operacích (II ažlV ) se postupně vytváří tvar samotného výtažku.Na obr. 62 d se příruba u výtažku postupně tvoří přetvářením vlastního výtažku. Šikmoupřírubu lze vytáhnout již v 1. operaci, obr. 62~. je třeba poznamenat, že u výtažkůs přírubou pod určitým skonem, jsou podmínky tažného procesu složitější.

55

Návrh postupu VÝPočtupro válcové VÝtažky s přírubou

Počet tahů n se stanové pro dané rozměry výtažkuze vzorce

-1 lndn -ln(m1 'D) ["]n- + -. ln·m

s

Výška výtažku hl pro první operaci je dánavztahem

a pro libovolnou další operaci se určí následně

d1až du- průměr výtažku pro pří­

slušné tahy [mm)dp - průměr příruby [mm]D - průměr výchozího přístřihu

(rondelu) [mm]ms - střední hodnota součinitele

tažení pro další tahyhl, h2 ... hu jsou výšky v příslušné

operaci tažení [mm]rl, r2 ... ru jsou poloměry zaoblení

dna pro příslušné tahy [mm]

4.1.4 Postupové tažení v pásu [6]

Postupové tažení v pásu se používá obvykle pro zhotovení menších výlisků. Taženíprobíhá v pásu a hotová součást se z pásu vystřihne. V zásadě se rozlišují dva způsoby

tažení v pásu: tažení v pásu bez nástřihu (obr. 63) a tažení v pásu s technologickýmnástřihemnebo výstřihem (obr. 64 a, b, c, d).

Tažení bez nástřihu se používá pro výtažky o malém průměru d ~ 15 mm a pro po­měr výšky h k jeho průměru d menším nebo rovno 2 (~~ 2). Při jednořadém tažení beznástřihu viniká výtažek jednak na úkor místního zúžení pásu v jeho příčném průřezu

a rovněž dochází k zeslabení materiálu v podélném směru. Při víceřadém tažení beznástřihu vznikají zejména u výtažků nacházejících se ve středu pásu značná místníprodloužení a zeslabení. V obou případech se materiál nerovnoměrně deformuje. V důsled­

ku výše uvedených skutečností je součinitel tažení z pásu bez nástřihu poněkud odlišný,než v případě tažení výtažku z jednotlivých rondelů. V tab. 31 jsou uvedeny hodnotysoučinitelů tažení v případě páse bez nástřihu. Hodnoty uvedené v tab. 31 platí pro nízko­uhlíkovou ocel a měkkou mosaz. Pro ostatní materiály s ohledem na jejich tvárnost se do­poručuje součinitele tažení upravit v rozmezí 5 až 10 %.

.~ttJWttr'---""~ ~_~~--rr-----J3

Obr. 63 Tažení vpásu bez nástřihu

56

V důsledku výše uvedených skutečností je součinitel tažení z pásu bez nástřihu 'poněkud odlišný, než v případě tažení výtažku z jednotlivých rondelů. V tab. 31 jsouuvedena hodnoty součinitelů tažení v případě páse bez nástřihu. Hodnoty uvedenév tab. 31 platí pro nízkouhlíkovou ocel a měkkou mosaz. Pro ostatní materiály s ohledemna jejich tvárnost se doporučuje součinitele tažení upravit v rozmezí 5 až 10 %.

Tab. 31 Součinitelé tažení válcových výtažků v pásu bez nástřihu

Součinitel Poměrná tloušt'ka výchozI'ho plechu i·l00 [%]taženI'

0,1 až 0,3 0,3 až 0,8 0,8 až 2,0 2,0 až 4,0 4,0 až 6,0 nad 6

ml 0,72 až 0,70 0,70 až 0,68 0,68 až 0,65 0,65 až 0,62 0,62 až 0,60 0,60 až 0,58m2 0,82 až 0,85 0,85 až 0,84 0,84 až 0,83 0,84 až 0,82 0,82 až 0,81 0,81 až 0,80m3 0,88 až 0,87 0,87 až 0,86 0,86 až 0,85 0,85 až 0,84 0,84 až 0,83 0,83 až 0,82

1114 0,90 až 0,89 0,89 až 0,80 0,88 až 0,87 0,87 až 0,86 0,85 až 0,84 0,84 až 0,83ms,mó 0,92 až 0,91 0,91 až 0,90 0,90 až 0,89 0,89 až 0,88 0,88 až 0,87 0,87 až 0,86

atd.posledni: 0,98 až 0,97 0,97 až 0,96 0,96 až 0,95 0,95 až 0,94 0,94 až 0,93 0,93 až 0,92

tah

Vzdálenost výtažku při tažení v pásu bez nástřihu tzv. krok se volí o (10 až 20) %menší než průměr výchozího rondelu Dv.

K=(0,SažO,9)·Dv [mm]

Tažení v pásu s nástřihy

Postupné tažení v pásu s nástřihy se používá pro výtažky o rozměru ~ ~ 2 . Použitítéto technologie tažení v pásu s nástřihy rovněž závisí na tvaru výtažku. Při tažení v pásus nástřihy se operace tažení přibližuje klasické metodě tažení z rondelů. Nástřihy zabraňují

nežádoucí deformaci výchozího pásu, takže odpad slouží k přenášení výtažků z jednéoperace do druhé. Při velkých technologických výstřižcích (viz obr. 64c) spojení poloto­varu s výchozím pásem ovlivňuje konečné zhotovení výtažku.

Druhy technologických nástřihů jsou různé. Délka příčných nástřihů I při jedno­řadovém postupovém tažení nemá být větší než průměr prvního tahu d, obr. 64a. Při více­řadovém tažení se dělají nástřihy mnohem kratší, obr. 64b. Technologické výstřihy potřeb­

né k tažení se konstruují podle velikosti, tvaru a tloušťky zpracovávaného plechu, obr. 64c.Délka výstřihu 1= (1,02 až 1,05). Dv a vzdálenost mezi sousedními výstřihy se volí

a = (0,2 až 0,3). Dv' V obou případech se větší hodnota používá pro tenké plechy. Tvar

výstřihu podle obr. 64c je poměrně rozšířen, i když u zmíněného uspořádání výstřihu

postranní odstřih plechu o šířce c způsobuje zvlnění odpadu a také je nižší využití výcho­zího pásu plechu. Tomu lze zabránit použitím výstřižků podle obr. 64d, u kterých šířka

pásu b může odpovídat až průměru výchozího rondelu Dv.

57

d}

Obr. 64 Tažení v pásu snástřihem

Při použití tvarových výstřižků podle obr. 64c je šírKa pásu b = I+ 2c , J,cde c je šíř­

ka odstřihu materiálu, která se stanoví dle tab. 35.

Krok při tažení:

K=Dv +n [mm]

n - můstek [mm], viz tab. 34Dv - průměr resp. šířka b výchozího

materiálu [mm]

V tab. 32 jsou uvedeny součinitele tažení válcových výtažků v pásu s nástřihem. V tab. 33jsou uvedeny orientační hodnoty přídavků p [mm], které zahrnují přídavek na odstřižení

a kompenzují posunutí výtažku k okraji pásu plechu.

58

Tab. 32 Součinitelé tažení válcových výtažků vpásu s nástřihem

Součinitel Poměrná tloušt'ka výchozího plechu i·1 00 [%]tažení

0,1 až 0,3 0,3 až 0,8 0,8 až 2,0 2,0 až 4,0 4,0 až 6,0 nad 6

ml 0,64 až 0,62 0,62 až 0,60 0,60 až 0,57 0,57 až 0,54 0,54 až 0,51 0,51 až 0,48m2 0,85 až 0,84 0,84 až 0,83 0,83 až 0,82 0,82 až 0,81 0,81 až 0,80 0,80 až 0,79m3 0,86 až 0,85 0,85 až 0,84 0,84 až 0,83 0,83 až 0,86 0,82 až 0,81 0,81 až 0,80

lI4 0,87 až 0,86 0,86 až 0,85 0,85 až 0,84 0,84 až 0,83 0,83 až 0,82 0,82 až 0,81ffis, ffi(j 0,88 až 0,87 0,87 až 0,86 0,86 až 0,85 0,85 až 0,84 0,~4 až 0,83 0,83 až 0,82

atd.poslední 0,98 až 0,97 0,97 až 0,96 0,96 až 0,95 0,95 až 0,94 0,94 až 0,93 0,93 až 0,92

tah

Tab. 33 Hodnoty přídavkůp [mm}s ohledem na nástřih a výstřih v pásu plechuajeho tloušťkout [mm}

Úprava Tloušťkavýchozího materiálu t [mm]nástřihu do 0,5 0,6 až 0,9 1,0 až 1,4 1,5 až 2,0 2,1 až 2,4 2,6 až 3,0

Spříčnými 1,5 až 1,9 2,0 až 2,4 2,5 až 2,9 3,0 až 3,4 3,5 až 3,9 4,0 až 4,4nástřihy

S výstřihy při

poměru ~:

do 1 2,1 až 2,5 2,6 až 3,0 3,1 až 3,5 3,6 až 4,0 4,1 až 4,5 4,6 až 5,0

1 až 1,1 2,7 až 3,1 3,2 až 3,6 3,7 až4,1 4,2 až 4,6 4,7 až 5,1 5,2 až 5,6

1,5 až 2 3,3 až 3,7 3,8 až 4,2 4,3 až 4,7 4,8 až 5,2 5,3 až 5,7 5,8 až 6,2

nad 2 3,9 až 4,3 4,4 až 4,8 4,9 až 5,3 5,4 až 5,8 5,9 až 6,3 6,4 až 6,8

Tab. 34 Hodnoty můstku n [mm}

Mez pevnosti taženého Průměr výchozího Tloušt'ka materiálu t [mm]materiálu Rm [MPa] rondelu Dv [mm] do 0,6 0,7 až 1,2 1,3 až 2,0 2,1 až 3,0

do 20 2,0 2,2 2,4 2,6

Rm~2SO 21 až 50 2,4 2,6 2,8 3,0

51 až 80 3,0 3,2 3,4 3,6

do 20 2,2 2,4 2,6 2,8

Rm > 250 21 až 50 2,6 2,8 3,0 3,2

51 až 80 3,2 3,4 3,6 3,8

59

Tab. 35 Optimálníšířka odstřižkůc [mm] (obr. 64c, d)

Mez pevnosti Průměr Tloušťka materiálu t [mm]taženého výchozího

materiálu Rm rondelu Dv do 0,3 0,3 až 0,6 0,6 až 0,9 0,9 až 1,4 1,4 až 2,0 2,0 až 3,0rMPal rmml

do 20 3,0 2,8 2,4 2,6 2,8 3,0R.n ~ 250 21 až 50 3,5 3,3 2,8 3,0 3,2 3,5

51 až 80 4,0 4,8 3,4 3,6 3,8 4,0do 20 2,6 2,4 2,2 2,4 2,6 2,8

Rm >250 21 až 50 3,0 2,8 2,6 2,8 3,0 3,251 až 80 3,5 3,3 3,0 3,2 3,4 3,6

Tab. 36 Doporučenépoloměry tažnic rp a tažníků rkpřipostupném tažení v pásech

PořadíPoměrná tloušťka výchozího materiálu i ·100 [%]

tažení 0,1 až 0,3 0,3 až 0,8 0,8 až 2,0 2,0 až 4,0 4,0 až 6,0 nad 6

rp rk rp rk rp rk rp rk rp rk rp rk

první 6t 7t 5t 6t 4t 5t 3t 4t 2t 3t t 2t

následující (0,6 až 0,8) poloměru v předcházející operaci

Kalibrovánípři výtažku Velikost poloměru podle výkresus přírubou

4.1.5 Tažení hranatých výtažků [4], [6]

Při tažení čtyr1rranných

výtažků při určitém zjednodušeníse předpokládá, že stav napjatostimateriálu v rozích je podobný, jakpři tažení válcových nádob o prů­

měru odpovídajícím jejich zaoble­ní a na rovných stěnách je po­dobný jako při ohybu (obr. 65).Tažení dutých čtyr1rranných ná­dob je popsáno v ČSN 227303.Ke stanovení správného tvaru pří­

střihu plechu pro tažení hranatýchvýtažků se používá několik gra­fických metod.

. --------77)..... - . //

/ //'

//

1-_/'--_I

~=~~l

Obr. 65 Schema napjatostipři taženíčtvercovýchnádob

Jeden z možných postupů je následující (viz obr. 66 a, b). Při ostrém úhlu výtažkumá obrys přístřihu vypouklý tvar (obr. 66c) a při tupém úhlu vydutý tvar. Doporučené

přídavky na ostřižení stran výtažku jsou uvedena v tab. 37.

60

Popis grafické konstrukce k obr. 66a, b

a) nakreslí se řez součásti v náryse a k ní příslušnýpůdorys;

b) stanoví se délka I části výtažku ohýbané do pravého úhlu;

c) určí se poloměr polotovaru R' = D/2 pro válcový výtažek o průměru d = 2r2 , výšce ha poloměru zaoblení rl za předpokladu, že čtvrt tohoto válce odpovídá zaoblení výtažku;

d) ze středu O se vedou dvě kolmé čáry OA a OB omezující zaoblení rohu o délce Ia kružnice R, která protne kolmé čáry v bodech a, b;

. e) středy úseků aA a bB se sestrojí tečny ke kružnici o poloměru R;

f) sestrojené tvary rohů se zaoblí poloměremR.

Obr. 66 Stanovenípřístřihuplechu pro tažení hranatých výtažků

Obrys rohu s vypouklým tvarem je typický pro nízké výtažky, kdy X< 5 (obr. 66c) a s vy­

dutým tvarem pro hlubší výtažky Xz > 5 (obr. 66d).

Podobným způsobem lze stanovit tvar přístřihu plechu i pro výtažky, u kterýchnetvoří jejich stěny v rozích pravý úhel.

61

Tab. 37 Přídavkyna ostřiženíhranatých výtažků

Tloušt'ka Maximální rozměrvýtažku [mm]materiálu t

[mm] do 100 100 až 200 200 až 300 nad 300

do2 2,0 až 2,5 2,5 až 3,0 3,0 až 3,5 3,5 až 4,02až3 3,0 až 3,5 3,5 až 4,0 3,5 až 4,0 4,0 až 4,53 až S 4,0 až 5,0 4,0 až 5,0 4,5 až 5,5 5,0 až 6,0Saž8 4,5 až 6,5 5,0 až 7,0

I5,5 až 7,0 6,0 až 7,5

8 až 12 7,0 až 10,0 7,5 až 10,5 8,0 až 11,0 9,0 až 12,0

Podmínky tažení hranatých nádob na 1 tah

Možnost tažení hranatých nádob v prvníoperaci je analogická s klasickým tažením vál­cových nádob. Na obr. 67 jsou nakresleny tři pů­

dorysy nádob čtvercové, oválné, a válcové, kterémají stejný poloměr zaoblení r. Je-li a = b, jenádoba čtvercová. Je-li b = 0, přechází čtvercová

nádoba v oválnou. Je-li b =a = 0, mění se naválcovou. Vzhledem k tornu, že boční stěny

u hranatých nádob s·rohy se nejen ohýbají, ·aledochází v nich ke složitější deformaci, část de­formace z rohu přechází do rovných stěn a prototečná napětí v přírubě jsou menší. Tím se snižujejejí náchylnost ke zvlnění a první tah lze usku­tečnit s menším součinitelem tažení než u nádobválcových o stejném poloměru zaoblení.

Pro všechny tvárné materiály lze volitkritický součinitel tažení pro první tah

dm kr =-=0,2

D

Obr. 67 Schema pro porovnánítaženi kruhovéa nekruhové nádoby

1 - čtvercová nádoba a = b;2 - oválná nádoba b = O;3 - válcová nádoba a = b=O

Z uvedeného vztahu se vypočte průměr polotovaru D, který je nutný ke zhotovení tvarovénádoby o požadované výšce h.

D=~=~=IOr [mm]mkr 0,2

Tab. 37 Přídavkyna ostřiženíhranatých výtažků

Tloušťka Maximální rozměrvýtažku [mm]materiálu t

[mm] do 100 100 až 200 200 až 300 nad 300

do2 2,0-2,5 2,5 - 3,0 3,0-3,5 3,5 -4,02 až3 3,0 -3,5 3,5 -4,0 3,5 -4,0 4,0-4,53 ažS 4,0-5,0 4,0- 5,0 4,5 -5,5 5,0-6,0S až 8 4,5 -6,5 5,0-7,0 5,5 -7,0 6,0-7,5

8 až 12 7,0 -10,0 7,5 - 10,5 8,0 -11,0 " 9,0 -12,0

62

V tab. 38 jsou uvedeny hodnoty součinitele tažení ml pro tažení oválných nádob.Pro nádoby oválné platí, že b = Oa rozměr a se mění od Odo 10 r. V tab. 39 jsou souči­

nitelé tažení ml pro tažení čtvercových nádob.

Tab. 38 Hodnoty součinitele tažení ml pro tažení oválných nádob

Délka Poměrná tloušťka t·l00 [%]a

0,1 až 0,3 0,3 až 0,6 0,6 až 1,0 1,0 až 1,5 1,5 až 2,0 nad 2,0

° 0,60 0,58 0,56 0,54 0,52 0,50r 0,59 0,57 0,55 0,53 0,51 0,492r 0,58 0,56 0,54 0,52 0,50 0,483r 0,56 0,54 0,52 0,50 0,48 0,464r 0,55 0,53 0,51 0,49 0,47 0,455r 0,54 0,52 0,50 0,48 0,46 0,446r 0,53 0,51 0,49 0,47 0,45 0,437r 0,52 0,50 0,48 0,46 0,44 0,42

8r 0,50 0,48 0,46 0,44 0,42 0,409r 0,49 0,47 0,45 0,43 0,41 0,3910r 0,48 0,46 0,44 0,42 0,40 0,38

Tab. 39 Hodnoty součinitele tažení ml pro taženíčtvercovýchnádob

Délka Poměrná tloušt'ka t·1 00 [%]a

0,1 až 0,3 0,3 až 0,6 0,6 až 1,0 1,0 až 1,5 1,5 až 2,0 nad 2,0

° 0,60 0,58 0,56 0,54 0,52 0,50

r 0,58 0,56 0,54 0,52 0,50 0,48

.2r 0,55 0,53 0,51 0,49 0,47 0,45

3r 0,53 0,51 0,49 0,47 0,45 0,43

4r 0,50 0,48 0,46 0,47 0,42 0,40

Sr 4°,48 0,46 0,44 0,42 0,40 0,38

6r 0,46 0,44 0,42 0,40 0,38 0,36

7r 0,43 0,41 0,39 0,37 0,35 0,33

8r 0,41 0,39 0,37 0,35 0,33 0,31

9r 0,38 0,36 0,34 0,32 0,30 0,28

lOr 0,36 0,34 0,32 0,30 0,28 0,26

Součinitel tažení obdélníkových nádob je střední hodnotou mezi součinitelem

tažení pro čtvercové nádoby, u kterých stěny odpovídají kratší a delší straně čtvercového

výtažku. Součinitel pro první tah obdélníkové nádoby mo se stanoví jako aritmetickýprůměr ze součtu součinitele tažení ma čtvercové nádoby o straně a a součinitele tažení mbčtvercové nádoby o straně b, tj.

63

Přlklad [67:

Stanovte součinitel tažení obdélníkové nádoby mo pro 1. tah, je-li i·l 00 = 0,8 ,

délka jedné strany a = 2r a druhé strany b = 3r.

Řešení:

Z tab. 39 pro i ·100 = 0,8 ve sloupci 0,6 až 1,0 se odečte pro a = 2r součiniteltažení

ma = 0,51 a pro hodnotu 3r je součiniteltažení mb = 0,49.

s v' • I v, bd'!ník 'd b . 0,51 + 0,49 050ouctnlte tazem pro o e ovou na o IIJe m o = = ,2

Tažení hranatých výtažků na více operací [6]

. U hranatých výtažků bývá zpravidla maximální počet tahů '3 až 4. Z uvedenéhodůvodu je možno považovat střední hodnotu součinitele tažení mst pro všechny tahy rohů

uva-žovaného výtažku. Přípustné součinitele tažení rohů nádoby pro vícenásobné tažení seurčují z předpokladu, že pomětysoučinitelů prvních tahů hranatých nádob mhl pro rohvýtažku o poloměru r a pro válcové nádoby ml o stejném poloměru r(:= %), odpovídajípoměrům součinitelů tažení při následujících tazích.

Platí tedy:

m hl = m h2 = m h3 [-]ml m2 m3

Tab. 40 Součiniteletaženípro další tahy čtvercových nádob

Délka Poměrná tloušťka i·l 00 [%]a.. 0,1 až 0,3 0,3 až 0,6 0,6 až 1,0 1,0 až 1,5 1,5 až 2,0 nad 2,0

° 0,82 0,81 0,80 0,79 0,78 0,77

r 0,79 0,78 0,77 0,76 0,75 0,74

2r 0,76 0,75 0,74 0,72 0,71 0,70

3r 0,72 0,71 0,70 0,69 0,68 0,66

4r 0,69 0,68 0,67 065 0,64 0,63

5r 0,66 0,65 0,64 0,62 0,61 0,59

6r 0,63 0,62 0,61 0,59 0,57 0,55

7r 0,60 0,59 0,58 0,55 0,54 0,51.

8r 0,56 0,55 0,54 0,52 0,50 0,48

9r 0,53 0,52 0,51 0,48 0,47 0,45

10r 0,50 0,49 0,47 0,45 0,43 0,41

v posledním tahu 0,88 0,87 0,85 0,85 0,84 0,83

Pro délku čtvercové nádoby a = lOr je přípustnýsoučinitel tažení pro 1. tah z tab. 39ma= 0,36 a pro válcovou nádobu bude ml = 0,59 (pro>b.l 00 % = O,laž 0,3) .

mal = 0,36 = 0,61ml 0,59

64

V souladu s dříve uvedenými vztahy se stanoví součinitel tažení pro další tahy, např. proa= 10ra lf,·100 [%]=0,1 až 0,3 % jakomn=0,61· 0,82=0,50. -

Sestrojení přechodovýchtvarů při tažení hlubokých čtvercových

a obdélníkových nádob [6]

Při několikanásobném tažení čtvercových nádob se doporučuje nejdříve vytáhnoutválec a následně tento tvar dokončit zúžením na čtverec, obr. 68a. Pro obdélníkové nádobymají mezitahy tvar oválu, obr. 68b.

a.)

3

b)

1 2

Obr. 68 Konstrukce mezitahůpři tažení čtvercovýcha obdélníkových nádoba) s čtvercovým obrysem, b) s pravoúhlým obrysem

I, 2, 3 - tah; 4 - přístřih plechu

Konstrukce obrysů tahů vychází z posledního tahu. K tomu se ze středu poloměru

zaoblení v rohu nádoby nakreslí kružnice Dl, D2 atd., odpovídající průměrům polotovaru,potřebným k zhotovení nádoby o požadované výšce (obr. 69a, b); ty se stanoví na základě

přípustných součinitelů tažení výtažku o příslušném průměru dl, d2 atd. Obrysy odpoví­dající mazitalJůrn se sestrojí spojením příslušných průměrů dl, d2 ••• Přitom je třeba, abypředposlední tah se přibližoval svým tvarem tvaru konečného výtažku. Orientační poměry

mezi základními parametry, které je třeba respektovat pro stanovení předposledního tahu,

Tab. 41 Orientační hodnoty k sestrojenípředposledníhotahu u hlubokýchčtvercových a obdélnlkovýcll nádob

-lL Ra Rb a' b'b [%]za [%]zb

0,20 až 0,25 1,6 až 1,8a 0,60b 8 25

0,25 až 0,30 1,5 až 1,6a 0,60b 8 až9 20

0,30 až 0,40 1,4 až 1,5a 0,65b 8 až 10 20

0,40 až 0,50 1,2 až 1,3a 0,75b 12 až 13 18

0,60 až 0,70 1,0 až 1,la 0,80b 12 až 13 16

1,00 0,85a 14 až 15 14 až 15

65

a velikosti poloměrů Ra i Rb jsou uvedeny v tab. 41. Tloušťky stěn přidržovačů t = 3 až40 mm volit v závislosti na velikosti výtažku a materiálu přidržovače (např. pro ocel t = 3 až10 mm, pro litinu t = 10 mm). Doporučuje se tmin = šestinásobku tloušťky taženého plechu.

Dno je třeba u všech tahů kromě předposledního zaoblit. Poloměr zaoblení r lzevolit jako u válcových nádob. U předposledního tahu se doporučuje přechod stěny ve dnoupravit pod úhlem 45° (obr. 69). Poloměr zaoblení r n-l se stanoví podobně jako při tažení

válcových nádob rn_1 = 0,8~(dn_1 - dn)· t .

aJ b)

Obr. 69 Schema konstrukce trojnásobného taženípravoúhlé nádoby1, 2, 3 -tah; 4 - výstřižek; DI. Dl, D3- průměry polotovarů v rozích;

dl, dl, d3 - průměry výtažků v rozích

Uvedená konstrukce tvaru značně ulehčuje vzájemné přizpůsobení přidržovače

a tažnice. Rozměry rovných částí a a b (obr. 69) odpovídají rozměrům konečného výtažku,tedy poslednímu třetímu tahu.

Velmi důležité je určení součinitele tažení u výtažků, u kterých jejich rovné stěny

nejsou vzájemně kolmé (obr. 70). V takovém případě nelze velikost deformace popsatjedním součinitelem tažení. Každý úhel a. vyžaduje jiný stupeň deformace a z tohoto dů­

vodu je charakterizován jemu příslušnouhodnotou součinitele tažení. Velikost součinitele

tažení je přímo úměrnávelikosti odpovídajícího úhlu a. a nepřímo úměrná délkám rovnýchstěn výtažku a, b, C, •• ,

Mezní hodnoty součinitelů odpovídají úhlu a. = 0° a a. = 360°. Při úhlu a. = 0° jsoupřípustné součinitele tažení minimální. Jak již bylo uvedeno dříve, úhel a. =360° se obje­vuje při tažení válcové nádoby. Přitom součinitel tažení má maximální hodnotu. Protože se

66

v praxi málo lze setkat s úhly většími než 180°, zaměří se pozornost ke stanovení součini­tele tažení pro úhly a. = 0° až 180°. Také v tomto případě jako u pravoúhlých výtažků

se přípustné součinitele tažení stanoví v závislosti na rovných stěnách výtažků ležícíchu příslušného úhlu. Přípustné součinitele tažení pro úhel a. = 180° se stanoví dle tab. 38.Jsou-li rovné stěny výtažku odpovídající uvažovanému úhlu stejné, bere se hodnotaz uvedené tabulky přímo. Při nestejné délce stran se stanoví přípustné součinitele taženíjako střední veličinamezi součinitelem tažení dvou oválů, u kterých rovné části jsou rovnystranám přilehlým k uvažovanému úhlu.

kde 1l1a je součiniteltažení pro O< a. < 180° s přiléhajícími k němu stranami a a b,ma- součinitel tažení pro oválo přímé straně 3,

mb- součiniteltažení pro oválo přímé straně b.

Příslušné hodnoty součinitele tažení pro nádoby s různými úhly a. a různých

délkách rovinných částí 3, b jsou uvedeny v tab. 42.

Poznámka: Přítomnost další proměnné veličiny úhlu a. omezila sestavení tabulky na nejdůležitější

poměrné tloušťkyplechu lb. Tabu1kaje sestavena pro lb ·100 = 0,6 až 1 % a úhly a.v rozmezí 00 až 1800 jsou odstupňoványpo 15°.

Obr. 70 Schema výtažku s rovnými stěnami, které nesvírajípravé úhly

67

Tab. 42 Hodnoty součinitele taženíml pro tažení nádobs úhly Cl do 180° pro 10 -100 = 0,6 až 1%

(hodnoty d. =0° a 180° mají pouze teoretický význam z důvodu interpolace v intervaluhodnot 0° až 15° a od 165° až 180°)

Délky a, b, c, ••.Úhel rohu nádoby Cl [0]Přiléhající k

úhlu

menší větší180 165 150 135 120 105 90 75 60 45 30 15 Odélka délka

r 1-1,5r 0,56 0,56 0,56 0,55 0,55 0,55 0,54 0,53 0,52 0,51 0,50 0,49 0,48r 2r 0,55 0,55 0,55 0,54 0,54 0,54 0,53 0,52 0,51 0,50 0,49 0,48 0,47r 3r 0,53 0,53 0,53 0,53 0,53 0,53 0,51 0,50 0,49 0,48 0,47 0,46 0,45

r 5r 0,52 0,52 0,52 0,51 0,51 0,50 0,49 0,48 0,47 0,45 0,44 0,42 0,40r. 8r 0,51 0,51 0,50 0,50 0,49 0,47 0,46 0,44 0,42 0,40 0,37 0,35 0,32

r lOr 0,50 0,50 0,49 0,48 0,47 0,45 0,43 0,40 0,37 0,34 0,31 0,27 0,23

2r 2-3r 0,54 0,54 0,53 0,53 0,52 0,51 0,50 0,48 0,47 0,45 0,43 0,41 0,38

2r 4r 0,53 0,53 0,52 0,52 0,51 0,50 0,49 0,47 0,46 0,44 0,42 0,40 0,37

2r 6r 0,52 0,52 0,51 0,51 0,50 0,48 0,47 0,45 0,43 0,41 0,38 0,36 0,33

2r 10r 0,49 0,49 0,48 0,47 0,46 0,44 0,42 0,39 0,36 0,33 0,30 0,26 0,22

3r 6r 0,51 0,51 0,50 0,50 0,49 0,47 0,46 0,44 0,42 0,37 0,35 0,35 0,32

3r 9r 0,49 0,49 0,48 0,47 0,46 0,44 0,42 0,39 0,36 0,33 0,30 0,28 0,22

3r lOr 0,48 0,48 0,47 0,46 0,44 0,42 0,40 0,37 0,34 0,30 0,26 0,22 0,17

4r 4-6r 0,51 0,51 0,50 0,49 0,48 0,46 0,44 0,41 0,38 0,35 0,32 0,28 0,24

4r 8r 0,49 0,49 0,48 0,47 0,46 0,44 0,42 0,39 0,36 0,33 0,30 0,26 0,22

4r 10r 0,48 0,48 0,47 0,45 0,43 0,41 0,39 0,35 0,32 0,28 0,23 0,18 0,13

5r 5-5,5r 0,49 0,49 0,48 0,46 0,44 0,42 0,40 0,36 0,33 0,29 0,24 0,19 0,14

Sr lOr 0,48 0,48 0,47 0,46 0,43 0,41 0,38 0,34 0,30 0,26 0,21 0,15 0,09

6r 10r 0,47 0,47 0,46 0,44 0,42 0,40 0,37 0,33 0,29 0,25 0,20 0,14 0,08

7r 10r 0,46 0,46 0,45 0,43 0,41 0,39 0,36 0,32 0,28 0,24 0,19 0,13 0,07

8r 10r 0,45 0,45 0,44 0,42 0,40 0,38 0,35 0,31 0,27 0,23 0,18 0,12 0,06

9r lOr 0,44 0,43 0,42 0,41 0,39 0,36 0,33 0,29 0,24 0,20 0,14 0,08 -10r 10r 0,44 0,43 0,42 0,40 0,38 0,35 0,32 0,27 0,22 0,17 0,12 0,06 -

4.1.6 Ekonomické hodnocení tažené součásti [1]

Jako příklad jsou vybrány dvě součásti: díl karoserie automobilu (obr. 71) a rotační

součást s přírubou (obr. 72).

68

1000~----

tN 100 I------':::.......::,~---+---

1000100 ks

X.10 3 _

10 '-- ....I- ---l---l

10

Obr. 71 DI11r..aroserie automobilu po vylisování[1}1 - složitější nástroj; 2 - jednodušší nástroj

7000

Kc.ks-1

5000

t 4000

N 3000

2000

1000

~9,5 -I~~~ -

TO,5 ",.- ll'>I Ň

I ~

-~

~

2 '-flb 24~

/ ~64

Y

o.o 25 50 75 100 125 ks 175

X.10 3--

Obr. 72 Rotační součást spřírubou zhotovená tažením ze slitiny Cu [1}1 - oddělenými nástroji; 2 - na postupovém lisu

69

~ Do = 195,8 mm~ Dl =179,8 mm~ Dz = 138 mm~D3=86mm

~D=41,2mm

5. ZÁPUSTKOVÉ KOVÁNÍ

5.1 METODICKÉ POZNÁl\1KY K ŘEŠENÍ VÝPOČTŮ KOVACÍ SÍLY

Z metod výpočtu kovací síly uváděných v literatuře je v průmyslové praxi ­v kovárnách - nejvíce ověřena metoda Tomlenova (ČSN 22 8306). Jejím problémem je

použití souhrnného koeficientu Co. Koeficient Co určuje velikost (j~ - přirozeného

přetvárného odporu při kovací teplotě v závislosti na hmotnosti výkovku. Rozdílnoučlenitost výkovkú stejné hmotnosti tato metoda neanalyzuje (viz tab. č. 43).

Tab. 43 Koeficient Co p;o ocel

Eúnotnostvýkovku

ITeplota výkovku Co

[kg] [0C]

do 5 I 750 - 850 5,0-4,0

pes 5 do 10 800 - 900 4,5 -3,5

pes 10 do 25 850 - 950 4,0 - 3,0

p es 25 do 50 I 900 - 1000 3,5 -2,5

pes50dol00 I 950 - 1050 3,0-2,0

5.2 UKÁZKY PŘÍKLADŮ

Příklad1:

Vypočtětekovací sílu potřebnou pro vykování výkovku dle obr. 73. Výkovek je ko­ván na zápustkovém klikovém kovacím lisu. Výpočet proveďte metodou Tomlenova.

. Zadáno:

Materiál- ocel 14220; kovací teplota 1 100°C; koeficient Co = 4,7; přirozený přetvárný

odpor materiálu (jp =51 MPa;rozměry výkovku: Zl =5 mm

Zz =24,5 mmZ3 =10 mmZ4 =46,5 mmzs=7mm

70

IIIIII,I

TJ IIIIIIIIIIIIIII

X

li

Obr. 73 Schema výkovku aprůběh přetvárného odporu

71

Rozměry výronkové drážky Ml; Zl

Rozměryvýkovku ~D; Zl až :zn; Ml až MnKoeficient CoPřirozený přetvárný odpor crp

~

*II dp=crpoco

t,

cr dO =1,285 + cr'p

..-. ,. ~rl

crdl = crdO -r crp0_

Z\

... r

, M2cr n

crd2 = crdl +crp'- FT =-p7t 0 IDj O~j2 2 2 j=1

..-, ~rn

crdn = crn-I + crp.-

I Izn změna M\; Z\

... ..S· =crdn 'MJ n

Sj+1 = (crdn+1-crdn )· ~n

...n

FN =27t oISj ·rjj=1

...F=FN +FT

NE

F < Fstroje

ANO

KONEC

Obr. 74 Vývojový diagram výpočtu kovací sl1y dle ČSN 228306

72

,

Výpočet přetvárných odporů

•crp =crp ·Co =51·4,7=239,7 MPa

- Icr dO =1,28.:>·crp =1,285·239,7=308,01 MPa

,Ml" 8·.,crdl =crdO +crp ·-=-,08,01+239,7'-=691,5.) MPa

Zl 5

I M 2 69 5"" 5 20,9crd2 =crdl +crp._= 1,.)+ 1·-=735,03 MPaZ2 24,3

I M3 ., O"" 26cr d3 =crd2 +crp ·-=7-,5, .)+51·-=867,63 MPaZ3 10

l M~ 22,4crd4 = cr d3 + cr p • - = 867,63 + 51 .-- = 892,19 MPa

z~ 46,5

I Ms 20,6crdS = cr d4 + cr p . - = 892,19 + 51 . - = 1042,27 MPa

Zs 7

Hodnoty crdO až crd5 vyneseme do grafu cr - x (viz obr. 73)

Uréení souřadnic těžišť ri (viz obr. 73)

rl, r3, rs, r9 ..... x - souřadnice obdélníka

v dni 'úh lnírl, (pv DI 1r2, f4, f6, r8, [10 '" ..x - soura ce trO] e l.l\.a f.: f2 = - + - .MI )2 3

VÝPoéet dílčích ploch pod čarou průběhu přetvárných odporů

S· =crdn • M) n

308,01· 8= 2464,084

(691,53 -308,01). t = 1533,96

691,53 ·20,9 =14452,97

(735,03 - 691,53). 2~9 = 454,57

735,03 ·26 = 19 110,78

(867,63 -735,03)' 2: 1723,8

867,63 ·22,4 = 19434,91

(892,19 - 867,62). 22/ = 275,07

892,19·20,6 = 18 379,11

(1042,27 - 892,19)' 2~6 = 1545,82

93,9

92,5

79,45

76

56

51,6

31,8

28,1

10,3

6,9

73

231 377,11

141 891,3

1 148288,5

34547,32

1070203,7

88948,08

618030,14

7729,46

189304,83

10666,15

3540986,6

Kovací síla působící ve směru pohybu zápustky

n

FN = 21tISj 'rj =21t·3540986,6=22,248 MPaj=1

Složka kovací síly vznikající od smykoVÝch napětí na zkosených stěnách

cr p ~ crp ~ •fT =-1tL"Dj '&j =-1t L,,~Sj

2 j=1 2 j=l

kde ~sj ... plocha kolmého průmětu zkosených stěnn

I~S~ =~S~ +~S~ +~S~ +~S~ =1t·D,·Llz\ +1t·D2 ·Llz2 +1t·D3 ·Llz3 +1t·D4 '&4 =j=\

= 1t ·179,8·9,75 + 1C '138·7,25 + 1t. 86·29,25 + 1t. 41,2'39,5 = 21665,83 mm2"

cr n • 51fT =-p 1t I.ó.S j =-·1t·21665,83=1,735"N1N

2 j=1 2Výsledná kovací síla

F =FN+ fT =22,248 + 1,735 = 23,983 :MN

Příklad 2:

Vypočtěte kovací sílu potřebnou pro vykování výkovku dle obr. 75. Výkovek jekován na zápustkovém klikovém kovacím lisu. Výpočet proveďte metodou dleČSN 22 8306.Zadáno:Materiál - ocel 11500; kovací teplota 950°C; crp =50 :MPa; koeficient Co =4; materiálzápustky - ocel 19 662 ~ crdov = 1 200 MPa

J\

co~

rt- M-. ~.-t- '-- '-' f-._._._.- ~.-~.__.- ._. -i-- f-. -

~ '"--t"-

J".. I

.I

Jm. 110

8 040 150 .020 8(228) ---.-

A BI I

cI

oI

EI

~~ 's

"" x, .. x x~

Obr. 75 Výkres výkovku

74

Změna

rozměru

výronku

ZAl

{ START II

'~oiměry jednotlivých řezů

v souřadnicích x; y; z

- počet řezů

- vzdálenosti řezů Xi

- rozměry výkovku v jednotli-vých řezech Yij; Zij

St

Pro každý řez i:

(jdiO =1285 . (j~

_ Yil(jdi1 -(jdiO +(j~.-

zit

: i :

až 'do konce řeZu (do osysymetrie)

[

(jdAl - (jdAO O' dA2 - (jdAl ]MA =2 (jdAO • Y AI + 2 . Y AI + 2 . Y A2

[4 ]_ (jdOl - O' dOO (jd02 - (jdOl (jd03 - (jd02

Mo -2 (jdOOYOI + 'YOI +O'dOl 'Y02 + +(jd02 'Y03 + 'Yb32 2 2

IFN = JMi (x)dx

:c, F =S" ap

t 2

F=FN +FT

II VýstupF

I

( KONEC JObr. 76 vývojový diagram kovací sz1y pro výkovek-

75

Metodické poznámky:

.REZ 8

1. Výkovkem (obr. 75) se vedou řezy, určující geometrický tvar jednotlivých částí r~

výkovku.

2. V jednotlivých řezech se vypočte průběh přetvárných odporů Gako u kruhovéhovýkovku). Průběh přetvárných odporů nakreslíme.

3. Vyčíslí se plochy vzniklé pod průběhem přetvárných odporů - plochy Ňlj •

4. Sestrojí se graf závislostí Mj = f (Xi). Každé ploše přiřadíme odpovídající Xi.

5. Vypočte se síla FN jako plocha pod křivkou závislosti Mi - Xi.

6. Vypočte se síla FT obdobně jako u kruhového výkovku.

7. Vypočte se výsledná tvářecí síla F.

8. Provede se kontrola, zda maximální napětí v některém z řezů nepřekračuje dovolenouhodnotu pro materiál zápustky.

ŘEZ A

I'----'-------~

cr:w.

ŘEZ E

2

ŘEZ O

~Obr. 78 Rezy aprůběhy napětícrd v nich

ŘEZ C

76

crdBl =cr dAl =790,3 MPa

cr dBO =crdAO =257 MPa

Řez A

YAI =8 mmYA2=20mmZAl =3 mmZA2 =20 mm

cr~ =co' crp =200 }v1Pa

crdAO = 1,285· crp = 257 MPa

ŘezB

YBI =8mm;YB3 = 10 mmZBl =3 mm;ZB3 = 10 mm

YB2 = 10 mm;

ZB2 =20 mm;

, YAI 790'"crdAl =crdAO + crp . - = ,-' MPaZAl

I YAl 840'" MPcrdA2 =crdBI + crp .-= ,-' aZA2

, YB2 81-'" MPcrdB2 =crdBl +crp.- = ),-' aZB2

Řeze

YCI =8mm;ZCl =3 mm;

YC2 =7,5 mmZC2=8mm

YOI = 8 mm; Y02 = 3,5 mm;ZDI = 3 mm; Z02 = 8 mm;

Y03 =4 mmZD3 =4 mm

cr dCO =cr dAO =257 MPa

crdCI = cr dAl = 790,3 MPa

, YD2 8"7'" MPcrdC2 =crdCI +crp.- = j ~ aZD2

ŘezE

YEI =8 mm; YE2 = 10mm4

ZEl = 3 mm; ZE2 = 15 mm

crdEO =crdAO =257 MPa

crdEl = crdAl = 790,3 MPa

cr dDO = cr dAO = 257 MPa

crdDl =cr dAl =790,3 MPa

crdD3 =crdD2 + cr~ . YD3 =862,2' MPaZD3

Poznámka: Označení rozměrů, např. YAl - A je řez, ve kterém se rozměr Ynachází1je pořadovéčíslo rozměruv řezu

Obdobně označování napětí O'd. (viz obr. 77) .Maximální napětí je v řezu B a má hodnotu 898,7 MPa, což je menší nežO'dov = 1 200 MPa.

77

Vyhodnocení ploch U

Yo = 40 mm; Xo = 8mm

[crdAl - crdAO cr dA2 - crdAl ]

MI = MAA =2· crdAO 'YAI + 2 'YAI +crdl 'YA2+ 2 'YA2 =

= 2 .[257 .8+ 790,3 - 257 .8+ 790 3 .20 + 840,2 - 790,3 .20] ::: 40 990 4 N. mm-I2 ' 2 '

[crdBl - cr dBO cr dB2 - crdBl

M2 = MB-B= 2· crdBO .YBl + 2 . YB~ + crdBI . YB2 + 2 . YB2 +

crdB3 - crdB~ ] [ 790,3 - 257+ crdB2 . YdB3 + 2 -. YB3 = 2· 257,8·8 + 2 ·8+ 790 ·10 +

+ 815,3-790 .10+8987'10+ 898,7-815,3 ,10]=43233 N.rnm-I2 ' 2

[crdCl - cr dCO crdC! - cr dCI ]

M3 = Mc-c = 2· crdCO .YCI + 2 . YCI + cr dCl . YC2 + 2 . YC! =

;2 -[257.8+ 790,32-257 ·8 + 790,3·7,5 + 837,2; 790,3 .7,5]; 20583 N· mm-'

[crdOl - cr dOO cr d02 - crdOl .

M4 = MO- D = 2· cr dOO . YDl + 2 . YDl + crdOl . Y02 + 2 . Y02 +

crdD3 - crd02 ] [ 790,3 - 257 9+crd02 'Yd03 + 2 'YD3 =2· 257,8'8+ 2 ·8+7 0·3,5+

+ 812,2 -790,3 .35 + 8122.4 + 862,2 - 812,4 .4] = 20685 N. mm-I2 ' '. . 2

[crdEI - cr dEO crdE2 - crdEI ]

Ms =ME-E=2· crdEO 'YEI + 2 'YEI +crdEI 'YE2 + 2 'YE2 =

=2,[257,8+ 790,3-257.8+7903_10+ 823,6-790,3 ,10]=24517 N.mm-I2 ' 2

78

VýpočetFi'i

Z hodnot Mo -. -1\'4 sestrojíme graf na výpočetFN (obr. 79), a to tak, že každé ploše přiřa­

díme odpovídající vzdálenost Xi- Sílu FN (tj. nonnálnou složku výsledné tvářecí síly F)vypočtemejako plochu pod křivkou, kterou jsme sestrojili do souřadnic Mi - Xi-

( ) X3 ( ) x 4 ( ) X s+ M -M ·-+M ·X + M -M ·-+M ·X + M -M --+M .x ..l-2 I 2 3 4 I 3 2 3 S 4 3 2 3 6'

+(M4 -MJ.~+M3 'X 7 + (Ms -M3)'~+M6 ,xs + (Ms -M6)'~=2 2 2

8+ 10 20=1439· (8 + 10)+ (40 990 -14 392). --+ 40 990·20 + (43 233 - 40 990)·-+

2 210 20

+ 40 990 ·10 + (43 233 -40 990)· - + 20 585·20 + (40 990 -20 585)'-+ 20 585 ·110 +2 2

110 . _ 20+ (20 685 -20 585)·-+ 20 )85·20 + (20 685 - 20 585). -+ 20 585·20 +

2 2

+(24517-20585). 20 +9252.8+(24517-9252).!=5646179 N2 2

3

MS

3

~~--+'---+----+--------:-:------:-::-1l::-H~)(1Xi Xjl

Obr. 79 Závislost Mi - Xi ..

79

Tab. 44 Přirozený přetvárný odpor (přetvárnápevnost)op [MPaJ pro rychlóstpřetvoření2·1rr1 ·s-1

OcelTeplota [0C]

800 I 900 1000 1100 1200 1250 I 1300

14331 145 I 91 60 42 28 22 I 16,5

15 123 107 I S5,5 62 42 21 21 I 171- ")"'- I 70 43 26,5 16 12 I· 9) -.:» - I

15420 - 103 I 12 48 32 25 I 19

15520 I 107 72 50 32 24!

20- I16220 127 \ 83 58 40 26 22

I

17I! !

16240 - I 60 I 38 25 15 13 i 10I I,90 62 29 I 2016320 140 , 42 24

I

16420 125 82 58 41 28 21 I 17

16440 138 89 61 41 26 20 16

17020 - I 51 32 27 7 4,4 I 3,4

! 121 75 29 ? ..,

1817023 - 47 I

1 -.:> I

17029 \ 128 76 44 26 I 20 , 15- I,c. ,

17041 - i 51 37 I 24 11,5 7,9 i 4,8

17047 - 40 23,5 13,8 8 6,2 I 4,6

17061 I 35 22 13,5 8,4I

6,7 i 5-I

17125 - I 38 26 18 9,2 6,3 I 4,2

17 134 - I 101 62 I 38 23 14 I -17241 - 108 63 37 22 17 12

17246 - 130 76 45 26 20 15

17252 - 200 120 70 41 20 -17253 - 136 88 59 38 31 -17255 - 121 76 48 30 24 -17345 - 160 96 57 34 26 20

17347 - r 180 106 61 34 26 19

17455 - 91 62 42 28 23 13

17536 - I 101 66 43 28 22 I 18

VvpočetFT

O'pPro FT platí: FT =SI· 2kde S' je plocha všech kolmých stěn (zkosené se do kolmých promítnou) v horním díluzápustky (výronek se už nezapočítává). S' =3 688,77 mm2

FT =3688,77· 50 =92219 N2

VÝPoéetF

F=FN

+FT

=5646179+92219=5738398 =5,7 .rv1N80

5.3 UKÁZKY TECHNOLOGICKÝCH POSTUPŮZÁPUSTKOVÉHO KOVÁNÍ

Ukázky mají sloužit jako příklady zpracování technologických postupů. Představují

varianty ověřené v praxi. Pro cvičení je možno volit obdobné varianty zadání, eventuálně

provést důkazy správnosti údajů uvedených v postupových listech. Základní poznatky,při zpracování výkresu výkovku byly náplní předmětuTechnologie II (3.r. MS).

Uvedené typy výkovků je možno kovat na klikových kovacích lisech i v zápust­kových bucharech. Pro variantu kování těchto výkovků na bucharech jsou zde shrnutystručné závěry. Je uvažováno s použitím protiběžnÝchzápustkových bucharu řady KHZ.

5.4 STANOVENÍ VELIKOSTI PROTIDĚŽNÉHOZÁPUSTKOVÉHO BUCHARUDLE ČSN 22 8308

Velikost bucharu je závislá na potřebné práci A [J] posledního úderu, kdy je odportvářeného materiálu proti deformaci největší.

PřibližnÝ výpočet pro kruhový výkovek

A ~ 1,8.(1 - 5.10-' DoJ{1,1 + ~:r- (0,75 +10-' Dt J. DD .ap [J]

Přibližný vvpočet pro nekruhový vÝkovek

Použije se stejného vzorce pro výpočet kruhových výkovků, místo hodnoty DD se dosadíhodnota DDred:

A

DDred =1,13 ..jS;

A n =A(I+O,I. ~)Va;;:::So

BOstřed =~o

práce posledního úderu beranu pro lauhovývýkovek [J]

~ - práce posledního úderu beranu pro nekruhovývýkovek [J]

DD - primer výkovku [mm]DOred - redukovaný pr m r výkovku [mm]LD - délka [mm]BD - šífka výkovku [mm]SD p~mĚr plochy výkovku do rovmy kolmé ke

směru rázu [mm2]

ap - přirozený přetvárný odpor materiálu za kovacíteploty [Mpa]

KHZ 2

81

KHZ 4 KHZ 8

~88h12

~61

~50k6

•L[)-.;tx

N

I,

I.I

I

I

8 ......I

I

~42k6

~45,9 j6

-

ISO 2768mK

CEMENTOVAT DO HL. 0,6-0,8 mm, KALIT NA 60+2 HRC

VÝKOVEK OTRYSKÁN, NORM·AL. LíHAT NA 530-735 MPa

x- < ::::E Ult...J :z ::;) či:a

::::E~ a:z < O-- N a o..

lN.MAT. 14 220.0 T.O. HMOTNOST kg Mm.RDZM.-POLOT. vV.covek V-4-00-021508 1,92 1:1POM. ZA~. CSN m.C.VYPR. NORM.REF. POZN. Č. KUSOVNíKUP~EZK.TECHNOL. SCHVÁLIL Ic;TARÝ v Č.V.

.NÁlEV

P~EDLOHA4-00-021508

list~ list

82

93

54

F-----~----.--- I

~ / /1-"Cl;

I 1/

T--,--TI I II , II __ + __ -J'f-= - --,- -Ol

I I II i ......-r--. 7·

~ -=- --....-__--=:;J

51

nN

c.oL!l

CDo

NekótovQnú zQoblení R3

VýKOVEK OTRYSKÁN) NDRMAL, ŽÍHA T NA 530-735 MPQ

x- -< :::e Vll.U :z ::;) c:.:Q

:::e l- Q:z -< o-- N Q a.

'ZN.MAT. 14220.0 r.D. HMOTNOST kg. MtR.ROZM.-POlOT. D 50-t87 ČSN 42 5510 2.9 1: 1POM. ZA~. ČSN m.C.VYPR. NORM.REF. POZN. C. KUSOVNlKUP~EZK.TECHNDl. SCHVÁLIl STARÝ V C.vNÁZEV

P~EDLOHAV-4-00-021508

listQ list

83

PŘEDLOHA, 1. předkovací operace

050,5

050,5

IoI

N

II

I ú)ú)

,

II

II

I ,---.... co['..I N~

I ~ ~

I

II

II

ICDú)

I

II

I

84

POSTUPOVÝ LIST

Název výkovku : C. výkresu výkovku: C. výkresu součásti:

PŘEDLOHA V-4-00-021508 4-00-021508

Operace Název operace:č.: d'~

1 Dělení materiálu - stříhání za studena

Jakost materiálu: Profi! materiálu: CSN materiálu: Délka ústřižku: Hmotnost ústř.:

14220.0 ~ 50 425510.21 187 mm 2,88±O,09 kg

Stroj: Nože: Chod nůžek: Délka zarovnání: Stíhlostní pom.:ScKU 800 ~55 T 15 2,4

2 Kontrola ústřižků

Způsob kontroly:Kontrola hmotnosti a jakosti ústřižků po 20 minutách.

3 Kování v kovací lince

A Indukční ohřev

Stroj: Induktor: Teplota max.: Takt prac. / ohřev:

ISOK300 SOxSO 1200°C 13,3"/19"

B Kování

Stroj: Kovací teplota: Kovací síla:

LKM 1000 1050-1150°C 7,0 M:N1. operace: pěchovat

2. operace: dokovat

C Ostřih

4 Stroj: Hmotnost výkovku: Střižná síla:

LU 160 2,90 kg 0,3 MN

4 Tepelné zpracování

Druh: Agregát

Normalizačnížíhání na 530-735 MPa Tl-4

5 Kontrola tvrdosti

Požadovaná tvrdost:152-211 :HB

6 Tryskání

Stroj:PTB3

85

:

184

G 2.-SxO.3

..... C\J \O I.f')C\J- \O .....

.!: ..:ť - .:y v \O ~o o .!: -\O I.f') ("') (Y)

r-. I.f')I.f') lf) Q) s. v S. S.

(Y)Q) ....s. s. S. 'S ..S. ~

~Oos.

2

32:8.3

L5x45·

37:0.2 4 19 26:g.1 52:t0.2

163:g.5

ISO 2768 MK

CEMENTOVAT DO HL. OJ6-0 J8 MM J KALIT NA 60±2 HRC

VýKOVEK OTRYSKÁN J NORMAL. ŽÍHAT NA 530-735 MPa.

x- V)-cr xw Z ::l a:Q ..... QZ X -cr o-- N Q a.

ZN.MAT. 14 220.0 T.D. HMOTNOST kg MER.RDZM.-POlOT. vvkovek V-4-0Q-065893 2,4 1:1pnM. JAŘ. ČSN TŘ.Č.VYPR. NORM.REF. POZN. Č. KUSOVNíKUPŘEZK.TECHNOL SCHVÁLIL \TARý V. fvNÁZEV

HNANÉ KOUl 4-00-065893listů list

86

í l-i

6) ~ ,n

(--- .... - flU

lL --l l,---- II (Y) IJ) (Y) \D

JI)

,/C) .... I• - (Y) - - -----1.[) - - '-- (J\ \D - - - - I.[) - - _ \D ,/

/" I 'S. 'S. S. S. S. <;;t I /"

L ____ 'S.I

n J, ,5 L...~--- Ir1--

~~ T~24

L I-.J52

37 46 6 23

(33)

168

NEKóTOVANÉ OKOSY 5°, ZAOBLENÍ R3

VýKOVEK OTRYSKÁN, NDRMAL. ŽÍHAT NA 530-735 MPa.

x- V)<C Xw :z ::J c:~ I- ~:z x <C CI-- N I=l Cl..

ZN.MAT. 14 220.0 T.O. HMOTNOST kg HER.ROZM.-pnLOT. D50-276 ČSN 4? 5510.21 2,4 1:1POM. ZAŘ. ČSN TŘ.Č.VYPR. NDRM.REF. POZN. é. KUSOVNíKUPŘEZK.TECHNOL. SCHVÁLIL I~TARÝ V. č.v.

NÁZEV

HNANÉ KIJUl4-00-065893

Listů List

87

HNAN~ KOLO, 1. a 2. předkovací operace

~51

Ln...\DLn

(]\ R5co

I.f'..

I M.I,

I~51

"-\D Ln..-. (\j

...ru f'.. (\j \D'-/ ..-.

~

"-Ln...f'..\D..-.'-/

Ln...

10 f'..M

88

POSTUPOVÝ LIST

Název výkovku : C. výkresu výkovku: C. výkresu součásti:

HNANÉ KOLO V-4-00-065893 4-00-065893

Operace Název operace:č.:

1 Dělení materiálu - stříhání za studena

Jakostonateriálu: Prom materiálu: CSN materiálu: Délka ústřižku: Hmotnost ústř.:

14220.0 ~ 50 425510.21 276 mm 4,25 tO,08 kg

Stroj: Nože: Chod nůžek: Délka zarovnání: Stíhlosmí pom.:

ScKU 800 ~55 T 15 5,5

2 Kontrola ústřižků

Způsob kontroly:Kontrola hmotnosti a jakosti ústřižků po 20 minutách.

3 Kování v kovací lince

A Indukční ohřev

Stroj: Induktor: Teplota max.: Takt prac. / ohřev:

rSOK 501 60x60 1200°C 25,8"/25"

B Kování

Stroj: Kovací teplota: Kovací sila:

LKM2500 1050-ll50°C 7,0 MN1. operace: pěchovat kužel

2. operace: předkovat

3. operace položit a dokovat

C Ostřih4

Stroj: Hmotnost výkovku: Střižná síla:

LU400 3,50 kg 0,7 MN

4 Tepelné zpracování

Druh: Agregát:

Normalizační žíhání na 530-735 :MPa Tl-4

5 Kontrola tvrdosti

Požadovaná tvrdost:152-211 lIB

6 Tryskání

Stroj:.'

PTB3

89

60G6Af-+---------l

(\J1;f"00

o 00tn CD I I

"'"(\J o

X tntn........

o

tn

"'".x(\J

127hll

ISO 2768 MK

CEMENTOVAT DO HL. 0,6-0)8 MM, KALIT NA 60±2 HRC

VýKOVEK OTRYSKÁN, NORMAL. ŽÍHAT NA 530-735 MPa.

x- V)<t: XW :z :;:) o:~ !- ~:z x <t: c::J-- N ~ a.

ZN.MA T. 14 220.0 T.D. HMOTNOST kg MER.ROZM.-POlOT. vvkovek V-4-00-080312 3,85 1:\POM. ZAŘ. ČSN TŘ.Č.VYPR. NORM.REF. POZN. Č. KUSOVNíKUPŘEZK.

TECHNOl. SCHVÁLIL I~TARv v. Č.v.NÁZEV

OZUBENÉ KOLO 4-00-080312Listů list

90

Ln,~

Ln

~52

Ln...C\j(\JC\j(Y)

~131

NEKóTOVANÉ POLOMĚRY R5

VýKOVEK OTRYSKÁN} NOR MAL. ŽÍHAT NA 530-735 MPo.

x- ""<C Xw Z ::J o:~ I- ClZ X <C c::J-- N Cl o..

ZN.MAT. 14 220.0 T.OD21 HMOTNOST kg MER.ROZM.-POLOT. D 75-127 4,4 1:1POM. ZAŘ. ČSN . TŘ.Č.

VYPR. NORM.REF. POZN. Č. KUSOVNí~U

PŘEZK.

TECHNOL. SCHVÁLIL iSTARý V. řv

NÁZEV

(]ZtJBENÉ KDLI] V-4-00-080312Listů list

91

OZUBENÉ KOLO, 1. předkovacf operacea dokování

r/J77

IJl

Ir/J20

92

6

POSTUPOVÝ LIST

Název výkovku : C. výkresu výkovku: C. výkresu součásti:

OZUBENÉ KOLO V-4-00-080312 4-00-080312

Operace Název operace:.č.:

1 Dělení materiálu - stříhání za tepla

Jakost materiálu: Protil materiálu: CSN materiálu: Délka ústřižku: Hmotnost ústř.:

14220.0 ~ 75 425510.21 127 mm 4,4±O,09 kg

Ohřev materiálu: Cas ohřevu: Tyčí v peci:

500±50 °c 30minl18min 12

Stroj: Nože: Chod nůžek: Délka zarovnání: Stíhlostní pom.:

ScKU 800 ~79 T 25 1,7

2 Kontrola ústřižků

IZpůsob kontroly:Kontrola hmotnosti a jakosti ústřižků po 20 minutách.

3 Kování v kovací lince

A Indukční ohřev

Stroj: Induktor: Teplota max.: Takt prac. / ohřev:

ITO 401 80x80 1200°C 13,6"/19"

B Kování

Stroj: Kovací teplota: Kovací síla:

LKM 1600 1050-1150°C 11,0 MN1. operace: pěchovat

2. operace: dokovat

C Ostřili a děrování

Stroj: Hmotnost výkovku: Střižná síla:

LU250 3,85 kg 0,6-0,9 MN

4 Tepelné zpracování

Druh: Agregát:

Normalizační žíhání na 530-735 :MPa TI-4

5 Kontrola tvrdosti

Požadovaná tvrdost:152-211 HB

6 Tryskání

Stroj:PTB3

93

~75

~67

Nci-ti

O~

00+1

CD--rI

~52

~65hll

9556

I9540F8

"~---i li o.O06 ---.--__

I.

~50F8

~[Z]O'012~~~==::t- - - --L,

IJ

Nci-ti

O.....

Nci-ti

O!Jl

!Jl(]"I

ISO 2768 MK

CEMENTDVAT DO HL. 0,6 MM, KALIT NA 60±2 HRC

x- V')~ :E:W Z :::::l c:

~ .... ~Z :E: ~ c::J-- N ~ O-

ZN.MAT. 14 220 HI. HMOTNOST kg MER.ROZM.-POLDT. V-4-00-069502 0,52 1:1PDM. IAŘ. ČSN TŘ.Č.VYPR. NDRMREF. POIN. é. KUSOVNíKUPŘEZK.

TECHNnI. SCHV~lll I ISTARý V. t,VNÁZEV

POUZDRIl 4-00-069502Listů List

94

~66

~48

I~35

~38

~56

NEKóTOVANÁ ZAOBLENÍ R3VýKOVEK OTRYSKÁN, NORMAL. ZÍHÁN NA 530-735 MPa.

x- V)<I: XW z ::;) c:~ I- l:lZ X <I: Cl-- N ~ a..

ZN.MAT. 14 220 T.O. HMOTNOST kg HER.ROZH.-POLDT. á 60-133 ČSN 4? 5510.21 2.6 1:1

POM. ZAŘ. IČSN TŘ.Č.VYPR. NDRM.REF. POZN. t KUSOVNíKUPŘEZK.TECHNOI. SCHVÁl II ~TARÝ v. t.v.NÁZEV

POUZDRD Y-4-00-069502Listů List

95

POUZDRO, 1. a 2. předkovací operace,dokování

CDCVl

062

(j\o....

035

054.5

065

038

055

Max 079

Ulo....

96

I .

POSTUPOVÝ LIST

Název výkovku : e. výkresu výkovku: e. výkresu součásti:

POUZDRO V-4-00-069502 4-00-069502

Operace Název operace:Č.:

1 Dělení materiálu - stříhání za tepla

Jakost materiálu: Profil materiálu: CSN materiálu: Délka ústřižku: Hmotnost ústř.:

14220.0 ~ 60 425510.21 133 mm 2,95±O,09 kg

Ohřev materiálu: Cas ohřevu: Tyčí v peci:500±50 oe 19minJ13min 15

Stroj: Nože: Chod nOžek: Délka zarovnání: Stíhlostní pom.:ScPK500 ~65 T 15 2,2

2 Kontrola ústřižků

Způsob kontroly:

Kontrola hmotnosti ajakosti ústřižkůpo 20 minutách.

3 Kování v kovací lince

A Indukční ohřev

Stroj: Induktor: Teplota max.: Takt prac. / ohřev:

rSOK 501 60x60 1200 oe 23,1"/23 "

B Kování

Stroj: Kovací teplota: Kovaci sila:

LKM2500 1050-1150oe 5,3 MN1. operace: pěchovat

2. operace: předkovat

4 3. operace dokovat

C Ostřih a děrování

Stroj: Hmotnost výkovku: Střižná síla:

LU400 2,60 kg 0,39-0,40 MN

4 Tepelné zpracování

Druh: Agregát

Normalizačnížíhání na 530-735l\1Pa Tl-4

5 Kontrola tvrdosti

Požadovaná tvrdost:152-211 RB

6 Tryskání

Stroj:PTB3

97

0'0+1.-<...O"CO

[Zl o.l21~O., r.n..;;t

~106hl1 X.-<

I I I

I I I I(lj62i I I I I I I.I "'"

~~ ! I I~

O

IJ") x- r.n... · ..;;t(\J

I X.-<

G 2.5xO.3/ ·I cu

ci+I· O"

~I o......

I(Y) I ~.......I ·r.n I\D... ,......

I

:~ I

~33hl1 O

r.n~35h6

'<;j'"

Iplo,071 X.-<

ISO 2768 MKCEMENTOVAT DO HL. OJ6-0 J8 MM J KALIT NA 60±2 HRC

VýKOVEK OTRYSKÁN J NORMAL. ŽÍHAT NA 530-735 MPn

x- V)4: Xw Z :=l Ci:~ - ~z x 4: Cl-- N ~ Cl..

ZN.MAT. 14 220.0 T.OD33 HMOTNOST kg MER.RDZM.-POLOT. výkovek V-4-00-03591? 1,6 1:1POM. ZAŘ. CSN TŘ.Č.VYPR. NORH.REF. POZN. é. KUSOVNíKUPŘEZK...TFCHNOL SCHVÁLIL I~TARÝ V. ř-v

NÁZEV

VLDŽENÉ KDUl 4-00-035912 .listů list

98

~111

~62

~"I-....

r-- · ----.,/ I '-./ ..... Ln,,, /, (\j ...· (Y)

\. '-- ----... I - --.J co (\j

! r ·I r

$0!P!r) · '"-t --~ I

·I·I ~..........·I·I·I ]0

L · ... -.

I· )

----'

~41

NEKóTOVANÁ ZAOBLENÍ R3VýKOVEK OTRYSKÁNI NORMAL. ŽÍHAT NA 530-735MPo.

x- V)<I: XW z ;:) a:i=l ..... i=l:z x <I: t::I-- N i=l Q..

ZN.MAT. 14 220.0 T.OD33 HMOTNOST kg HER.ROZM.-POLOT. výkovek V-4-00-035912 1.6 1:1POM. ZAŘ. ČSN TŘ.C.VYPR. NnRM.RFF. POZN. Č. KUSOVNíKUPŘEZK.

)

TECHNOl. SCHVÁLIl I STARý V. řv

NÁZEV

VLDžENf KDL[J 4-00-035912listů List

99

VLOŽENÉ KOLO, 1. a 2. předkovací operace1,Z)4T

J.[)...

(Y)

cu

ocu......

J.[)......~

J.[)...o(]'I

~52

.1~41

~66

L[)(]'I

J.[)...cu

............

100

POSTUPOVÝ LIST

Název výkovku: C. výkresu výkovku: e. výkresu součásti:

VLOŽENÉ KOLO V-4-00-035912 4-00-035912

Operace Název operace:č.:

1 Dělení materiálu - stříhání za studena..

Jakost materiálu: Profil materiálu: CSN materiálu: Délka ústřižku: Hmotnost ústř.:

14220.0 ~ 40 425510.21 314mm 3,1±O,06 kg

Stroj: Nože: Chod nůžek: Délka zarovnání: Štihlostní pom.:

ScF 200 ~49 T 15 7,85

2 Kontrola ústřižků

Způsob kontroly:Kontrola hmotnosti a jakosti ústřižků po 20 minutách.

3 Kování v kovací lince

A Indukční ohřev

Stroj: Induktor: Teplota max.: Takt prac./ ohřev:

ISOK501 60x60 1200 oe 25,4"/32"

B Kování

Stroj: Kovací teplota: Kovací síla:,LZK2500 1050-1150oe 8,5 MN

1. operace: pěchovat 1. kužel

2. operace: pěchovat 2. kužel

3. operace: dokovat

C Ostřili4

Stroj: Hmotnost výkovku: Střižná síla:

LU400 2,85 kg 0,45 MN

4 Tepelné zpracování

Druh: Agregát:

Normalizační žíhání na 530-735 N1Pa Tl-4

5 Kontrola tvrdosti

Požadovaná tvrdost:152-211 HB

6 Tryskání

Stroj:PTB3

101

LITERATURA

[1] KŘÍŽ, R. - VÁVRA, R: Strojírenská příručka. SCIENTIA, s.r.o., 8.sv. Praha 1998.

[2] KOCMAN, K. - NĚMEČEK, P.: Aktuální příručka pro technický úsek. Dí19, Plošnétváření, VERLAG DASHOFER, Praha 1999.

[3] FOREJT, M.: Teorie tváření [Skripta], VUT v Brně, 1992

[4] ŠPAČEK, 1. - ŽÁK, L.: Speciální technologie I a ll. Návody do cvičení - část Plošnétváření. VUT v Brně, 1991

[5] ČABELKA, 1. a kol.: Mechanická technológia. 1. vyd. SAV Bratislava, 1967.

[6] Kolektiv autorů: Lisování. SNTL, Praha, 1971.

[7] NOVOTNÝ, J. - LANGER, Z.: Stříhání a další způsoby dělení kovových materiálů.1. vyd., SNTL Praha, 1980.

[8] BOBČÍK, L.: Střižné nástroje pro malosériovou výrobu. SNTL Praha, 1983.

[9] ČSN 22 6015 Střihadla a střižné vůle. Směrnice pro výpočet a konstrukci.

[10] ČERNOCH, F.: Strojně technická příručka. SNTL Praha, 1977.

[11] OEHLER, G. - KAISER,: Schnitt - Stanz - und Ziehwerkzeuge. 6. vyd. Nakl.Springer, Bedin, Heidelberg, NewYork, 1973.

[12] DVOŘÁK, M. - GAJDOŠ, F. - NOVOlNÝ, K.: Technologie tváření. Plošné a obje­mové tváření. 2. vyd., VUT v Brně, 1999.

[13] TSCHATSCH, H.: Handbuch Umformtechnik. Arbeitsverfahren, Maschinen, Werk­zeuge. 4. vyd. Hoppenstendt Technik Tabellen - Darmstadt, 1993.

[14] OEHLER, G.: Biegen unter Pressen Abkantpressen - Abkantmaschinen - Walzen­rundbieg - maschinen, Profilwalzmaschinen. Cad Hanser, Mnichov, 1963.

[15] DVOŘÁK, M. a kol.: Technologie II [Skripta], VUT Brno, vyd. PC-DIR Real, s. r.o.Brno, 2000.

[16] MACHEK, V. a kol.: Zpracování tenkých plechů. 1. vyd. SNTL Praha, 1982.

[17] ELFMARK, 1. a kol.: Tváření kovů. Technický průvodce 62, SNTL Praha, 1992.

[18] JANÍČEK,L.-MAROŠ,B.-KOPŘIVA,Zb.: Chováni vysoce tvárné oceli" Tristal"v podmínkách tváření za studena a poloohřevu. In: Sborník konference Technolo­gia' 97, ISBN 80-227-0976-X, s. 810-813 ,Bratislava

[19] JANÍČEK,L.-MAROŠ,B.:Nové podklady pro hodnocení vybraných slitin hliníkua mědi v procesech objemového tváření. In.: Sborník konference FORMING '97,·ISBN 80-7078-466-0, s.l 07-112,RoŽIlov pod Radhoštěm.

102

Obsah

Část plošné tváření (doc. Ing. Milan DVOŘÁK, CSc.Ing. Ladislav žÁK - kap. 1)

str.

Úvod 31 Základní technologické operace v oblasti plošného tváření. . .. . .. .. 42 Technologie stříhání 82.1 Střižná síla a práce při dělení tabulí a svitků plechu 1O2.2 Postupové stříhání ~ 212.3 Stanovení rozměrů střižnice a střižníku , 222.4 Technologie přesného stříhání 252.4.1 Přistřihování 252.4.2 Přesné stříhání s tlačnou hranou 272.4.3 Vhodnost technologie přesného stříhání " , , 282 4 4 Stv, v "1 ' v,' lik t' l' 30.. r1zna Sl a, prace a urcem ve OS lISU ,

2.4.5 Ekonomické hodnocení stříhané součásti 383 Proces ohýbání plechu ajeho parametry 383.1 Ohýbací síla 383.2 Odpružení při ohýbání 403.3 Ohýbání trubek " , 443.3.1 Síly a momenty při ohýbání trubek 453.4 Ekonomické hodnocení ohýbaných součástí 484 T v, taV' h v, t' b zt v , t V 50azem ro cmc souc~s 1 ez encem seny ..4.1 Návrh postupu výpočtůpro klasické tažení válcového výtažku 504.1.1 Tažení z plochého přístřihu (první tah) 504.1.2 Tažení z dutého předtažku - druhý a další tahy , 524.1.3 Tažení válcových součástí s přírubou 544.1.4 Postupové tažení 564.1.5 Tažení hranatých výtažků 604.1.6 Ekonomické hodnocení tažené součásti , 68

f

Část objemové tváření (doc. Ing. František GAJDOŠ, CSc.)

5 Zápustkové kování 705.1 Metodické poznámky k řešení výpočtů kovací síly " ." " 705.2 Ukázky příkladů 705.3 Ukázky technologických postupů zápustkového kování 815.4 Stanovení velikosti protiběžného zápustkového bucharu 81Literatura 102

103

Název

Auton

Vydavatel

NakladatelstvíTiskAA-VAVyšloVydání

TECHNOLOGIE TVÁŘENÍNávody do cvičení

Doc. Ing. Milan Dvořák, CSc.Doc. Ing. František Gajdoš, CSc.

Ing. Ladislav Žák, Ph.D.

Vysoké učení technické v Brně

Fakulta strojního inženýrstvíAKADEMICKÉ NAKLADATELSTVÍ CERM, s.r.o. Brno

FINAL TISK s.r.o. Olomučany8,77 - 8,92

březen 2005druhé

-

Tato publikace neprošla redakční ani jazykovou úpravou

ISBN 80-214-2881-3

T '?-

01 708-

'--- 7nocl