werlati 2 wd wef

JU UNIVERZITET U TUZLI MAINSKI FAKULTET Odsijek:PROIZVODNO MAINSTVO Predmet:ALATI I NAPRAVE kolska 2005/2006 god.

2. Semestralni rad KONSTRUKCIJA ALATA

Duboko izvla/enje

Ime i prezime: Adnan Mustafi2Broj indexa: II-64/02 Odsjek: PM Datum predavanja GR: 06.06.2006

Adnan Mustafi2 Konstrukcija Alata

2

Zadatak: Na osnovu zadatog konstrukcionog crte9a gotovog dijela (izradka) potrebno je projektovati tehnoloki postupak dubokog izvla/enja i konstruisati alat za zadnju fazu izvla/enja (sklop alata i radioni/ke crte9e). Prora/un treba da obuhvati:

Odre>ivanje dimenzija pripremka (platine); Broj operacija izvla/enja; Dimenzije izratka po pojedinim fazama (pre/nici, radijusi, visine); Dimenzionisanje radnih elemenata alata (9ig i matrica); Potreba za dr9a/em lima i silu dr9a/a lima po pojedinim operacijama; Napraviti 3D model alata i izraditi tehni/ku dokumentaciju za izvrne dijelove

Zadani su slijede2i podaci:

- dn=50 mm; h0=60 mm, Rn=25 mm, s=1mm, materijal:Delik (D.0147).


3

Prikaz 3D modela predmeta

DUBOKO IZVLAENJE Proces obrade dubokim izvla enjem

Duboko izvla/enje je proces obrade metala (u hladnom ili, u posebnim slu/ajevima, u vru2em stanju), koji u serijskoj proizvodnji dijelova, u odnosu na ostale tehnoloke discipline, zauzima vidno mjesto.Cilj ovog na/ina prerade je da se iz ravne plo/e sa posebnim alatom izrade posude raznih oblika popre/nog presjeka. Specifi/nost samog procesa omogu2ava da se najmanjim brojem radnih operacija i uz minimalni otpadak dobiju izvu/eni elementi u kona/nom obliku, tako da se mogu neposredno upotrijebiti ili ugraditi u odgovaraju2i sklop. Tehnologijom dubokog izvla/enja se obra>uju materijali debljine od 0,02 do 50 mm, sa dimenzijama od nekoliko desetinki milimetra pa do nekoliko metara, i sa te9inama koje variraju od grama do tone. Maine za duboko izvla/enje su krivajne i hidrauli/ke prese. Zavisno od vrste i oblika komada koji se izvla/i, upotrebljavaju se krivajne (eksentar i koljenaste)prese prostog, dvostrukog ili trostrukog dejstva. Po/etni oblik materijala za preradu je ravna plo/a, koja se ozna/ava kao platina. Oblik ove ravne plo/e platine mo9e biti: krug, kvadrat, pravougaonik, elipsa ili ma kakva zatvorena kontura, koja zavisi od izvu/enog komada. Prema tome, pod dubokim izvla/enjem se podrazumijeva proces prerade kod kojega se iz ravne plo/e dobivaju posude oblika sa zatvorenim dnom. Duboko izvla/enje se mo9e izvoditi na dva na/ina, i to kao:

1. duboko izvla/enje bez promjene debljine materijala i 2. duboko izvla/enje sa stanjivanjem zida, odnosno sa redukcijom debljine zida.


4

1. Tehnoloki proces izrade 1.1 Dimenzije pripremka Zbog anizotropije materijala pri izvla/enju sa dobija valovit oblik zavretka radnog predmeta.U cilju dobijanja zahtijevane visine radnog predmeta, potrebno je izvriti skra2ivanje visine nakon izvla/enja.Zbog toga se pri prora/unu pre/nika pripremka uzima u obzir i dodatak za obrezivanje. Dodatak za opsijecanje kod cilindri/nih obradakabez vijenca bira se iz odgovaraju2etabele (H.Huki2 Tab.7.2.) tako da je visina radnog predmeta nakon izvla/enja

hhh 0 +=

0h Visina radnog predmeta na crte9uh Dodatak za opsijecanje

1,15055

dh

dhfh

n

0'

n

0

==

=

Dodatak za obrezivanje je kao to vidimo u funkciji odnosa (dn/h0) ,pa je za odnos dn/h0=1,1 h=5mm (Binko Musafija, Obrada metala plasti/nom deformacijom, tabela br.51, str.346 ili H.Huki2 Tab.7.2.). 1.2 Visina komada nakon zadnjeg izvla enja:

mm60555hhh 0 =+=+= .

1.3 Pre nik platine:

mm384,13060504)25(8dh4r8D 22 =

+=+=

Prema tome, dimenzije pripremka su: 135 x 1[mm]

1.4 Broj operacija dubokog izvla enja Za rotaciono simetri/na tijelabroj operacija izvla/enja ra/una se po poznatom izrazu:


5

)mlog()Dmlog()dlog(1n

sr

01n +=

1nm...mmmm n432sr

++++=

Odnos m zavisi od vrste materijala,stanja materijala,relativne debljine, odnosa visine I pre/nika radnog komada,sredstva za podmazivanje 1.5 Relativna debljina materijala:

74,0%1001351%100D

sSr ===

Iz (Binko Musafija, Obrada metala plasti/nom deformacijom, tabela br. 54, str.367), dati su odnosi izvla/enja za Sr=0,74; tj. za podru/je Sr=1,0 0,6: m1=0,53 0,55 m1=0,54 m2=0,76 0,78 m2=0,77 m3=0,79 0,80 m3=0,79 m4=0,81 0,82 m4=0,81 m5=0,84 0,85 m5=0,85

805,01585,081,079,077,0

1nmmmmm 5432sr =

+++=

+++=

Na osnovu izra/unatog kao i sobzirom na dn=50mm i pripremka Do=155mm dobija se slijede2i broj izvla/enja

73,273,11n805,0log

13554,0log50log1mlogDmlogdlog1n

sr

1n

=+=

+=

+=

Usvajam: n=3 operacije


6

1.6 Pre/nici komada po fazama: d1=m1D=0,54135=72,91 mm; usvajam d1=73 mm, d2=m2d1=0,7773=63,20 mm; usvajam d2=64 mm, d3=m3d2=0,7964=46,80 mm; usvajam d3=50 mm, 1.7 Visine komada po fazama izvla enja: Za komad prikazan na slici 1. izrazza izra/unavanje visine predmetau pojedinim fazamara/una se prema izrazu 7.28. (H.Huki2)

i

20

i dD25,0h =

mm497313525,0d

D25,0h2

1

20

1 ===

mm576413525,0d

D25,0h2

2

20

2 ===

mm605013525,0d

D25,0h2

3

20

3 ===

1.8 Dr4a lima Dr9a/ lima ima zadatak da onemogu/ava obrazovanje nabora kod dubokog izvla/enja, djeluju2i na povrinu lima koji se izvla/i sa odredjenim povrinskim pritiskom.Za praksu je veoma va9no pod kjim uslovima je potreban dr9a/ lima, a zatim se vri njegovo pravilno dimenzionisanje. Kriteriji za odredjivanje uslova da nije potreban dr9a/ lima za izvla/enje predmeta polusferi/nog oblika dat je u obliku

%3100Dssr =

a) Za prvu operaciju izvla/enja:

%374,01001351100D

ssr


7

b) Pritisak dr9a/a lima

M21

3

11d 10s200

d1dD25,0p

+

= , gdje je :

-D=135 mm, -S=1 mm, -d1=d1v 2s=73-2P1=71 mm

Za D. 0147 ( )[ ]2M mm/N380280 =Usvaja se [ ]2M mm/N350= - (H. Huki2 Tab.7.26.)

22

3

1d mmN95,0350101200

7117113525,0p =

+

=

c) Sila na dr9a/u lima za prvu operaciju: ( )[ ]

( ) ( )

( )[ ].kN89,7F

N11,789395,08244,731354Fmm8r

mm81)71135(8,0s)dD(8,0rmm44,73d

mm44,7311007,01271s10cs2dWddpr2dD4pAF

1d

221d

1M

11M

1M

111M

1d2

1M1M2

1d11d

=

=

+==

====

=

++=

++=+=

+==

07,0c = - koeficijent koji zavisi od vrste materijala pa je za celicni lim 1.8.1 Dr4a lima za drugu operaciju:

a) Za drugu operaciju izvla/enja:

%336,1100731100d

ss1

r2


8

- d1 =71 mm, -S=1 mm,

-d2=d2v 2s=64-2P1=62mm Za D. 0147 ( )[ ]2M mm/N380280 =

Usvaja se [ ]2M mm/N350= - (H. Huki2 Tab.7.26.)

22

3

2d mmN275,0350101200

621627125,0p =

+

=

c) Sila na dr9a/u lima za drugu operaciju:

( )[ ]( ) ( )

( )[ ].kN24,5F

N5241275,04,2247,64714Fmm4,2r

mm4,21)6271(8,0s)dd(8,0rmm47,64d

mm47,6411007,01262s10cs2dWddpr2dd4pAF

2d

222d

2M

212M

2M

222M

2d2

2M2M2

12d22d

=

=

+==

====

=

++=

++=+=

+==

1.8.2 Dr4a lima za poslijednju operaciju izvla enja a) Za tre2u operaciju izvla/enja:

%361,1100621100d

ss2

r3


9

22

3

3d mmN235,0350101200

501506225,0p =

+

=

c) Sila na dr9a/u lima za tre/u operaciju:

( )[ ]( ) ( )

( )

( )[ ] kN25,35235,06244,52624Fmm6s6s610r

mm44,52dmm44,5211007,01250s10cs2dWdd

pr2dd4pAF

223d

3M

3M

333M

3d2

3M3M2

23d33d

=

+====

=

=

++=

++=+=

+==

2. Analiza naponskog stanja Analiza naponskog stanja dubokog izvla/enja obuhvata odre>ivanje radnog napona , sile izvla/enja i deformacionog rada za svaku operaciju izvla/enja. 2.1 Prva operacija izvla enja 2,1.1 Radni napon prve operacije izvla enja

2kkk

24,1e15,0

sr2sksd

F2dDlnk1,1e

10sr

2

1M1sr

1s

1d

1s1sr

21

+=

==+

+

+

=

- funkcija od vrste materijala, stanja radnih povrina, i sl.; ksr srednji specifi/ni deformacioni otpor;

za materijal D.0147 imamo :

.mmkN7,14

1821360191

11,789315,0291

135ln3601,124,1mm9182273r2s2dd

mmN3602

500220k

mm/N500k615,073135lnd

Dlnmm/N220k0

21

1

1M11S

2sr

21

1

01

200

=

+

+

+

=

=++=++==

+=

=====


10

2.1.2 Sila izvla enja

.MN2,4FkN3,42107,1491dF

1

11S1=

=

=

=

2.1.3 Sila prese potrebna za prvu operaciju MN20789,400789,02,4FFF 1d11M =+=+=

2.1.4 Deformacioni rad izvla enja kNm3,2061000

493,421080,01000hFxW 111 =

=

=

- x1 faktor koji predstavlja odnos maksimalne sile izvla/enja u funkciji odnosa izvla/enja m1,za m1=0,55 x1=0,80 , (B.Musafija , str.485).

- h1 visina komada nakon prve operacije 2.2 Druga operacija izvla enja 2.2.1 Radni napon

.mm/N3702520220

2kkk

mm/N520k746,064135lnd

Dlnmm/N220k0

mm91dmm63164sdd

15,045

2,1c2,1c

24,1e

tgdd1tg1kcce1,1

2202sr

22

2

02

200

1S

22S

Od

s

2

1S

2S2srds

22

=+

=+

=

!=====

=

====

=

=

=

=

+

=

"

"

"

- cs korekcioni faktor usljed savijanja materijala preko ivice prstenaza izvla/enje (cs=1,1-1,2);

- cd korekcioni faktor dr9a/a lima (cd=1,1-1,2)

.mm/N152,25745tg15,0

9163115,0

45tg13702,12,124,11,12

2

O

O

2

=

+

=


11


.kN9,50FN98,5089515,25763dF

2

22S2=

=

=

=

2.2.3 Sila prese

.kN136,56FN21,56136524150895FFF

2M

2d22M=

=+=+=

2.2.4 Deformacioni rad

Nm01,290110005798,5089564,01000

hFxW 2222 =

=

=za m2=0,78 x2=0,64 ,(B.Musafija , str.485)

2.3 Tre8a operacija izvla enja 2.3.1 Radni napon

.mm/N4002580220

2kkk

mm/N580k199,050135lnd

Dlnmm/N220k0

mm63dmm49150sdd

15,045

2,1c2,1c

24,1e

tgdd1tg1kcce1,1

2303sr

23

3

03

200

2S

33S

Od

s

2

2S

3S3srds

23

=+

=+

=

!!=====

=

====

=

=

=

=

+

=

"

"

"

- cs korekcioni faktor usljed savijanja materijala preko ivice prstenaza izvla/enje (cs=1,1-1,2);

- cd korekcioni faktor dr9a/a lima (cd=1,1-1,2)

.mm/N78,20045tg15,0

6349115,0

45tg14002,12,124,11,12

3

O

O

3

=

+

=


12


.kN9,30FN8,3090778,20049dF

3

33S3=

=

=

=

2.3.3 Sila prese

.kN43,34FN80,3443235258,30907FFF

3M

3d33M=

=+=+=

2.3.4 Deformacioni rad

Nm46,18541000608,3090764,01000

hFxW 3333 =

=

=za m3=0,79 x3=0,64 ,(B.Musafija , str.485)

3.Dimenzionisanje radnih elemenata 3.1 Zazor izme9u izvlaka a i matrice: Pravilno dimenzionisan alat mora biti izveden tako da sigurno obezbje>uje ravnomjernu zra/nost (f) izme>u prstena za izvla/enje (pre/nika dM ) i izvlaka/a(pre/nika dS)

2ddf SM =

Dvostruka vrijednost zra/nosti se naziva zazor, i analogno predhodnom obrascu se naziva zazor

sM ddf2w ==

Kod dubokog izvla/enja bez promjene debljine materijala zra/nost treba da bude neto ve2a od debljine lima (f>s).Veli/ine zra/nosti se odre>uje po raznim empiriskim obrascima. G. Oehler daje obrazac za prora/un zra/nosti u zavisnosti od debljine lima i vrste

mm22,111007,01s10csf =

+=

+= ,gdje su:

c koeficijent koji zavisi od vrste materijala, c=0,07 za /eli/ni lim; f zra/nost; s debljina lima.

mm44,222,12f2W === .


13

d

f f

dM

3.1.2 Matrica prsten za izvla enje 3.1.3 Zadnja operacija izvla enja Za zadnju operaciju biram matricu sa radijus profilom

dM

h 0

rM

Radijus zaobljenja matrice za zadnju operaciju mo9e se izra/unati po e,pirijskom obrascu u funkciji materijala, debljine lima i dr9a/a iz (H. Huki2 Tab.7.27.)

( ) mm6s6s610rM ===Po izgledu finalnog proizvoda radijuds na matrici bi ujedno bio i radijus na radnom predmetu(na prelaznom dijelu),to u naem slu/aju neodgovara, pa 2e mo izvriti male korekcije.Zato sve dimenzije bit 2e prikazane na radioni/kom crte9u. Kod zatvorenih alata kada se predmet izbacuje iz alata pomo/u izbaciva2a, visina clindri/nog dijela prstena treba da je jednaka visini predmeta h. 3.1.4 Izvlaka

Oblik i dimenzije popre/nog presjeka izvlaka/a u zadnjoj operaciji izvla/enja odgovara obliku i dimenzijama radnog predmeta, koji 2e tako>e biti prikazani na radioni/kom crte9u.U cilju lakeg skidanja radnog predmeta sa izvlaka/a,bui se otvor za zrak.Dimenzije otvora zavise od dimenzija izvlaka/a i biraju se po tabeli. Za na slu/aj pre/nik izvlaka/e je 40[mm], pa iz tabele 7.33.(Dr Himzo Huki2) za pre/nike izvlaka/a


14

3.2 Dimenzionisanje radnih elemenata alata

d=dM-w

dMmax

dM=dv- #tM/2 tM/2

dv- #

dmin#/2 #/2

t/2 t/2

w/2 w/2 d=dM-w

dMmax

dM=d- wtM/2 tM/2

du

dmin#/2 #/2t/2 t/2

w/2 w/2

U naem slu/aju kad je kotiran (tolerisan) vanjski pre/nik nominalna mjer prstena se uzima da je jednaka najmanjoj grani/noj mjeri radnog predmeta pa je ta/na mjera prstena dok je pre/nik izvlaka/a je za iznos veli/ine zazora manji od pre/nika matrice.

( ) ptpM TDDD +==( ) iti zTDD =

T- Tolerancija radnog predmeta za IT12 ona iznosi 300m=0,3mm Tolerancije za izradu prstena i izvlaka/a se odredjuju tabelarno (H. Huki2 Tab.7.40.)

mm06,0tmm09,0t

i

P=+=

Pa je za prsten; ( ) ( ) [ ]mm7,493,050TDDD 09,009,0tpM p +++ ====

odnosno zapisano u drugoj formi

[ ]mm50DD 39,003,0

PM

==


15

Odnosno za izvlaka/( ) ( ) [ ]mm26,4744,23,050zTDD 06,006,0ti i ===

odnosno zapisano u drugoj formi

[ ]mm48D 8,074,0

i=

4.Sastavni dijelovi alata 4.1 Izbor ku ita alata Odabire se standardno ku/ite po JUS.K.H2.071 veli/ine 6 sa dimenzijama radne povrine d1 =160 mm

3D modela ku/ita alata


16

4.2 Izbor vode2ih stubova i vode2ih /ahura Vode2i stubovi trebaju da obezbjede bezbjedno kretanje gornjeg dijela alata u odnosu na donji.Oni se izradjuju od D.4320 i potom se kale na (78040) HV 10. Gornji dio vodjice se brusi u tolerantnom polju h6 kako bi se dobio klizni spoj izmedju vodjice i /ahura u tolerantnom polju (H7/h6) Donji dio se brusi u tolerantnom polju r6 tako da sa donjim ku/item obezbjedi /vrst spoj u tolerantnom polju (H7/r6) Izgled vodjica tipa DIN 9833 prikazan je na donjoj slici:

Iz tabele br.30 B.Musafija (Obrada Metala Plasti/nom Deformacijom) odabira se vodjica slijede/eih podataka. d=30mm,a=17mm,b=3mm,c=26mm,e=20mm,f=8mm,g=1mm,r=4mm,l=260mm

3D model stubne vodjice


17

Vodjenje stubne vodjice bez /ahura za vodjenje se koristi u situacijama kada je gornje ku/ite izradjeno od livenog 9eljeza.Nedostatak ovakvog vodjenja jeste da se vodjice brzo troe pa je i ve2a potreba za njihvom zamjenom.Upotreba /ahura za vodjenje je bolje i trnije rijeenje pri /emu se /ahura upresuje u gornji dio alata. Konstruktivna izvedba /ahura za vodjenje tipa DIN 9834 prikazana je na donjoj slici a dimenzije se odredjuju u zavisnosti od dimenzija vodjice. Tabela 3.19

Iz tabele 3.19 Konstrukcija alata odabira se vodjica DIN 9834 slijede/eih podataka.

d1=30mm, d2=40mm, d3=50mm,l1=50mm, l2=10mm, l3=5mm, l4=5mm

3D model /ahure


18

4.3 Cilindri/ni rukavac Za vezivanje alata sa sa potiskiva/em prese odnosno za pomjeranje gornjeg dijela alata u odnosu na donji slu9i cilindri/ni rukavac, pa se usvaja cilindri/ni rukavac nazivnog pre/nika d=40mm tipa C po DIN 9859 (Konstrukcija alata H.Huki2 tabela 3,22), pri tome je potrebno izbusiti otvor duz ose rukavca u cilju postavljanja motke izbaciva/a d=10mm.

d3=M30x2; b=7mm; a=55mm; d=40mm; l=65mm; h=93mm

3D model rukavca


19

4.4 Elementi za vezu i centriranje dijelova alata

Za vezu gornje plo/e, nosa/a,prstena I vode/eg prstena biramo vijak sa cilindri2nom glavom i estostranom rupom.

ISO 4762 M10x65 (4 komada) Za vezu prstena I vode/eg prstena biramo vijak sa cilindri2nom glavom i

estostranom rupom. ISO 4762 M8x20 (4 komada) Za vezu izvlaka/a sa ku/item biramo vijak sa cilindri2nom glavom i

estostranom rupom. ISO 4762 M8x35 (2 komada) Za vezu dra9/a lima sa ku/item biramo vijak sa cilindri2nom glavom i

estostranom rupom. ISO 4762 M8x80 (4 komada) Za centriranje gornje plo/e, nosa/a, prstena I vode/eg prstena usvajamo

zakaljenu cilindri/nu 2iviju ISO 2338 8x80 mm (4 komada) Za skidasnje predmeta sa izvlaka/a usvajamo zakaljenu cilindri/nu 2iviju ISO 2338 8x80 mm (4 komada)

4.4. 3D modeli alata nakon izvla/enja


20

3D transparentni model alata


21

3D transparentni presjek modela alata


22

Literatura [1] Himzo Huki2, KONSTRUKCIJA ALATA Alati za obradu lima Univerzitet u Mostaru,Mainski fakultet, Mostar 1998. [2] Binko Musafija, OBRADA METALA PLASTIDNOM DEFORMACIJOM Univerzitet u Sarajevu,Mainski fakultet, Sarajevo 1988. [3] Bogoljub Krljak, ALATI I PRIBORI Priru/nik Univerzitet u Beogradu,Mainski fakultet, Beograd 1995. [4] Radoslav An>eli2, ALATI ZA HLADNO OBLIKOVANJE METALA PLASTIDNOM DEFORMACIJOM Univerzitet u Novom Sadu,Via tehni/ka kola,Novi Sad 1977. Tehni/ka dokumentacija kao i konstrukcija modela izra>ena pomo/u softverskih paketa:

CATIA V5 R9 -- Dassault Systems Autodesk Inventor 7. Autodesk Mechanical Desktop 6. Autodesk

1. Tehnoloki proces izrade1.2 Visina komada nakon zadnjeg izvlaenja:1.3 Prenik platine:1.5 Relativna debljina materijala:1.8.1 Dra lima za drugu operaciju:1.8.2 Dra lima za poslijednju operaciju izvlaenja

2. Analiza naponskog stanja2.1 Prva operacija izvlaenja2,1.1 Radni napon prve operacije izvlaenja2.1.2 Sila izvlaenja2.1.3 Sila prese potrebna za prvu operaciju2.1.4 Deformacioni rad izvlaenja

2.2 Druga operacija izvlaenja2.2.1 Radni napon2.2.2 Sila izvlaenja2.2.3 Sila prese2.2.4 Deformacioni rad

2.3 Trea operacija izvlaenja2.3.1 Radni napon2.3.2 Sila izvlaenja2.3.3 Sila prese2.3.4 Deformacioni rad

3.Dimenzionisanje radnih elemenata3.1 Zazor izmeu izvlakaa i matrice:3.1.2 Matrica prsten za izvlaenje3.1.3 Zadnja operacija izvlaenja3.2 Dimenzionisanje radnih elemenata alata

Documents

werlati 2 wd wef