wOBPLA T2 metody06.pdf

(1053 KB) Pobierz
Instytut Technik Wytwarzania P.W.
Zakład Obróbki Plastycznej i Odlewnictwa
OBPLA
W30
POTW
Obróbka plastyczna
Studia I-go stopnia (INŻYNIERSKIE STACJONARNE)
Prowadzący: Dr inż. Lech Olejnik , pok.NT17, tel.8425
http://strony.aster.pl/olehome/download.htm
-------------------
LITERATURA:
[1] S.Erbel, K.Kuczyński, Z.Marciniak: „Techniki wytwarzania. Obróbka plastyczna” PWN, Warszawa 1986
[2] S.Erbel, K.Kuczyński, L.Olejnik: „Obróbka plastyczna. Laboratorium” OWPW, Warszawa 2003
[3] J.Erbel (red.): „Encyklopedia technik wytwarzania stosowanych w przemyśle maszynowym”. Tom 1. OWPW,
Warszawa 2001
Cel wykładu OBPLA W05- W07:
Pokazanie użycia wybranych metod kształtowania plastycznego w masowej produkcji metalowych części maszyn.
W05: klasyfikacja metod kształtowania plastycznego
W06: metody cięcia
W07: metody gięcia
Temat 2
Inżynieria kształtowania plastycznego wybranymi
metodami
Klasyfikacja metod kształtowania plastycznego
Klasyfikacja metod kształtowania plastycznego przedstawiono na Rys. 1.
Cięcie
Cięcie jest metodą kształtowania przedmiotów polegającą na oddzieleniu jednej części od drugiej wzdłuż linii zamkniętej lub
niezamkniętej. Cięcie może być realizowane za pomocą dwu krawędzi tnących (Rys. 2a) lub za pomocą jednej krawędzi.
Powierzchnie powstałe w wyniku cięcia mają charakterystyczny wygląd. Na wysokość poszczególnych stref powierzchni
przecięcia mają wpływ następujące czynniki: właściwości przecinanego materiału (określone np. przez twardość HB ), luz
pomiędzy stemplem a matrycą (Luz L = D pl -d st ) i temperatura. Wartość luzu L dobiera się w zależności od grubości g ciętego
materiału i jego twardości HB ). Na Rys. 2b pokazano wygląd powierzchni krążków wykrawanych z zastosowaniem różnej
wartości luzu.
wOBPLA T2 metody06.doc
L.Olejnik
995622639.051.png 995622639.061.png 995622639.063.png 995622639.064.png 995622639.001.png 995622639.002.png 995622639.003.png 995622639.004.png 995622639.005.png 995622639.006.png 995622639.007.png 995622639.008.png 995622639.009.png 995622639.010.png 995622639.011.png 995622639.012.png 995622639.013.png 995622639.014.png 995622639.015.png 995622639.016.png 995622639.017.png 995622639.018.png 995622639.019.png 995622639.020.png 995622639.021.png 995622639.022.png 995622639.023.png 995622639.024.png 995622639.025.png 995622639.026.png 995622639.027.png 995622639.028.png
OBPLA -W30
Obróbka plastyczna
W 5-7
Siła cięcia ulega zmianie w miarę zagłębiania się
stempla w materiał. Maksymalną siłę cięcia F max można
obliczyć w sposób pokazany na Rys. 2c. Trzeba znać
wytrzymałość materiału na cięcie R t i określić wielkość
całkowitej powierzchni przecięcia A c . W celu uwzględnienia
ewentualnego wzrostu siły cięcia, spowodowanego np.
stępieniem krawędzi tnących, niewłaściwym luzem itp., należy
obliczoną wartość F max powiększyć nawet o30%.
Praca cięcia L c odpowiada zakreskowanemu polu pod
wykresami pokazanymi na Rys. 3. Pracę tę można wyrazić
wzorem L c = λ· F max · g , gdzie λ jest współczynnikiem
wypełnienia wykresu siły cięcia. Wartości współczynnika λ są
tym mniejsze, im blacha jest grubsza i ma większą skłonność
do pękania. Dla miękkich stali o grubościach mniejszych od
4mm λ zmienia się w przedziale 0,45÷0,65.
Rys. 1. Klasyfikacja metod kształtowania
a)
b)
c)
Rys. 2. Cięcie dwiema krawędziami tnącymi w blasze: a) schemat cięcia na wykrojniku (diurkowanie – celem jest
wykonanie otworu, wykrawanie – celem jest wycięcie krążka), b) powierzchnie przecięcia dla różnych wartości luzu,
c) obliczanie siły cięcia
wOBPLA T2 metody06.doc
L.Olejnik
1
995622639.029.png 995622639.030.png 995622639.031.png 995622639.032.png 995622639.033.png
OBPLA -W30
Obróbka plastyczna
W 5-7
Rys. 3. Przebieg sił cięcia dla różnych blach: a) blacha gruba z miękkiego materiału, b) z blacha o umiarkowanej
twardości, c) blacha cienka i twarda
Wycinanie płaskich przedmiotów najczęściej prowadzi się na wykrojnikach. Wykrojnik jest przyrządem
przystosowanym do pracy na prasie mechanicznej lub hydraulicznej, służącym do wykrawania wyrobów z otworami lub bez
otworów. Koszty wykonania wykrojników są znaczne. Aby je obniżyć w budowie wykrojników stosuje się dużą liczbę
elementów normalnych, które produkowane są seryjnie.
Wykrojniki stosuje się tylko wtedy, gdy przewidziane jest wykonanie dostatecznie dużej serii przedmiotów. Jeżeli
przedmioty mają być produkowane w stosunkowo niewielkich seriach wówczas stosuje się wykrojniki jednozabiegowe (Rys.
4a). Łączenie zabiegów można zrealizować stosując cięcie wielotaktowe (Rys. 4b) lub jednoczesne (Rys. 4c).
a) b) c)
Rys. 4. Zasady łączenia zabiegów na przykładzie produkcji podkładki: a) wykrawanie jednozabiegowe, b) wykrawanie
wielozabiegowe (wielotaktowe), c) wykrawanie wielozabiegowe (jednoczesne)
Do produkcji przedmiotów, od których wymaga się gładkiej i prostopadłej powierzchni bocznej, stosuje się tzw.
cięcie dokładne. Najczęściej stosowaną metodą jest wgniatanie rowka wzdłuż linii
cięcia. Schemat takiego cięcia dokładnego pokazano na Rys. 5.
Rys. 5. Najczęściej stosowany sposób cięcia dokładnego
Prasy, na których pracują wykrojniki, często wyposaża się w urządzenia mechanizujące. O ewentualnym wyborze
takich urządzeń decyduje zwykle wielkość produkcji. Prasę wyposażoną w niektóre z urządzeń mechanizujących pokazano
schematycznie na Rys. 6.
wOBPLA T2 metody06.doc
L.Olejnik
2
995622639.034.png 995622639.035.png 995622639.036.png 995622639.037.png 995622639.038.png 995622639.039.png 995622639.040.png 995622639.041.png 995622639.042.png 995622639.043.png 995622639.044.png 995622639.045.png 995622639.046.png
OBPLA -W30
Obróbka plastyczna
W 5-7
Zadanie 1: Arkusz blachy stalowej o grubości g=2 mm , wytrzymałości na cięcie R t =300 MPa jest cięty na pasy o długości
l=1000 mm przy pomocy nożyc o równoległych krawędziach tnących. Wyznaczyć siłę cięcia P max , pracę cięcia L oraz
całkowitą energię związaną z cięciem E , jeżeli współczynnik wypełnienia wykresu  =0.6 a współczynnik sztywności
maszyny k=500 kN/mm . ( k =ΔP/Δf; założyć, że energia sprężystości ulega rozproszeniu, czyli E r =E spr )
P
l
g
R
t
600
[
kN
]
Maksymalna siła odcinania jednego pasa z arkusza blachy wynosi
max
L
 
P
g
720
[
J
]
Praca wykonana podczas odcinania pasa wynosi
max
2
max
P
E spr
360
[
J
]
Energia zgromadzona przy napinaniu korpusu maszyny
2
k
E
L
E
spr
1080
[
J
]
Całkowita energia związana z wykonywanym cięciem
Zadanie 2: Wyznaczyć siłę cięcia P sk i pracę cięcia L przy cięciu arkusza blachy jak w zadaniu 1 na nożycach, których
krawędź tnąca jest pochylona pod kątem  =5 . (pochylenie krawędzi powoduje łagodny spadek siły po zakończeniu
cięcia, więc można przyjąć E r =0)
Siła cięcia nożem skośnym, nachylonym pod kątem φ mniejszym od kąta tarcia (na nożycach gilotynowych) wynosi
l
g
2
R
g
2
R
L
P
t
t
8
23
[
kN
]
,
sk
l
tg
l
tg
tg
 
W przypadku, gdy zachodzi dodatkowe wyginanie trwałe odcinanego pasa blachy wówczas całkowita energia rzeczywista
E rzecz >E.
Całkowita energia jest równa pracy cięcia, czyli
E
L
P
l
tg
720
[
J
]
sk
Zadanie 3: Blacha o grubości g=10 mm i R t =300 MPa jest wykonana z materiału sztywno-plastycznego, który nie ulega
umocnieniu, ani nie pęka. Wyznaczyć pracę cięcia L na długości l=100 mm oraz narysować wykres siła-droga.
Praca L rozpatrywanego cięcia wyniesie
L
P
g
l
g
2
R
0
l
g
2
R
1
[
kJ
]
max
t
t
Zadanie 4: W blasze o grubości g=8 mm i R t =500 MPa ma zostać wycięty otwór o średnicy d . Wyznaczyć najmniejszą
dopuszczalną średnicę otworu d min , jeżeli wiadomo, że graniczne naprężenie ściskające w stemplu wynosi k c =2000
MPa .
R
2
Z przyrównania siły ściskające z siłą cięcia
P
k
d
d
g
R
wynika
d
4
g
t
8
mm
c
t
min
4
k
c
Zadanie 5: Na nożycach o równoległych krawędziach tnących są cięte pasy o długości l=200 mm z blachy o grubości
g=1 mm i R t =300 MPa . Wyznaczyć pracę cięcia L oraz całkowitą energię E , jeżeli współczynnik λ=0,5 , a
współczynnik sztywności nożyc k=300 kN/mm .
Siła cięcia
P
l
g
R
60
kN
spowoduje ugięcie f , które można obliczyć z definicji sztywności k = P / f
t
P
2
f
f
0
2
mm
L
P
g
l
g
R
Przy cięciu zostaje wykonana praca
k
1
P
2
1
2
2
2
E
P
f
l
g
R
a ugięcie spsowoduje zmagazynowanie w nożycach energii sprężystej
spr
t
2
2
k
2
k
l
R
2
E
L
E
l
g
R
(
t
)
35
kJ
Całkowita energia przetworzona przy tym cięciu
spr
t
2
k
wOBPLA T2 metody06.doc
L.Olejnik
3
995622639.047.png 995622639.048.png 995622639.049.png 995622639.050.png 995622639.052.png 995622639.053.png 995622639.054.png
 
OBPLA -W30
Obróbka plastyczna
W 5-7
Podstawowe urządzenia umożliwiające mechanizację i automatyzację cięcia na prasie uniwersalnej pokazano na rys.6.
Rys. 6. Podstawowe
urządzenia mechanizujace
wykrawanie z taśmy
Zadanie 6: Taśma o grubości g =1,5mm, R t =200 MPa i λ =0,8 jest cięta na nożycach krążkowych o swobodnie obracających
się krążkach ( M obr =0). Cięcie następuje pod wpływem
siły P ciągnącej obie przecięte części taśmy.
Wyznaczyć siłę P oraz siły N działające na osie obu
walców, jeżeli kąt γ =5°.
2
g
R
F
t
2
tg
P
tg
2
F
P =2 · F · tg  =  · g 2 · R t
P =360 N
P
N
2 
sin
2
g
R
N
t
2065
N
2
sin
Zadanie 7: Blacha jest cięta na nożycach krążkowych o promieniu R =200mm, przy czym tylko jeden z noży krążkowych jest
napędzany momentem M obr =60 Nm. Wyznaczyć maksymalną grubość ciętej blachy g oraz nacisk N wywierany na krążki,
jeżeli kąt γ=6°. Sprawdzić, czy nie nastąpi poślizg noża, jeżeli μ=0,10.
Praca napędu L = M obr ·
2
2
L
l
g
R
R
cos
g
R
praca cięcia
stąd
t
t
M
g
obr
max
R
cos
R
t
2
F
1
g
R
R
R
M
M
N
t
t
g
2
max
t
obr
obr
[
N
]
cos
cos
2
tg
2
sin
2
sin
R
cos
R
R
sin
2
t
tg=0,105
tg>  wystąpi poślizg
wOBPLA T2 metody06.doc
L.Olejnik
4
995622639.055.png 995622639.056.png 995622639.057.png 995622639.058.png 995622639.059.png 995622639.060.png 995622639.062.png
 

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin