Návrh technologického postupu a konštrukcia ťahania

ZADANIE : Návrh technologického postupu a konštrukcia ťahadla


Pre výrobok : Nádobka Výkres č.: TT A4.01.01


Vypracujte:

1. Úvod. (Výber technologicko a ekonomicko optimálneho postupu výroby
2. Rozbor technologickosti výlisku
3. Určenie tvaru a rozmerov predlisku – polotovaru
4. Druh, počet a sled operácií
5. Tvárniace sily, práca a rozmery nástroja – voľba tvárniaceho stroja
6. Geometria tvárniacich súčastí nástroja
7. Konštrukčný výber prvkov nástroja
7.1 technologické a konštrukčné súčasti nástroja
7.2 Materiál a pevnostný výpočet súčastí nástroja
8. Zostava tvárniaceho nástroja a jej popis. (Škica zostavného výkresu)
9. Hodnotiaci záver. (Technicko – ekonomické zhodnotenie navrhnutého postupu)































ÚVOD :

Základný výtvarok je možné optimálne vyrábať technológiou tvárnenia pomocou nasledovných operácií:

 Strihanie
 Ťahanie

V operácii ťahania sa bude jednať o plošné ťahanie z plechového prístrihu. Následnou operáciou bude odstrihnutie kruhového prídavku na zarovnanie z výlisku vytvoreného v operácii ťahania.
Problémom v riešení je správne určenie technologického postupu. Daný výtvarok je možné vyrábať nasledujúcimi spôsobmi:

• vzhľadom na tvárniaci nástroj:
- jednoduchými nástrojmi;
- postupovými nástrojmi;
- združenými nástrojmi.

• vzhľadom na tvárniaci stroj:
- jediným strojom;
- viacerými strojmi.

Možné alternatívy výroby daného výtvarku sú vyrábať:
- jednoduchými nástrojmi na jednom stroji;
- jednoduchými nástrojmi na dvoch strojoch;
- postupovými nástrojmi;
- združenými nástrojmi.


ROZBOR TECHNOLOGICKOSTI VÝTVARKU

• Technologickoť výťažkov závisí najmä od voľby materiálu a od samotnej konštrukcie výťažku.
• Základný výtvarok je na prvý pohľad pomerne jednoduchého tvaru. Je to tenkostenné valcové teleso bez príruby.

(nádobka).
• Súčiastku je možné vyrobiť s predpísanou presnosťou, preto nie je potrebné použiť prídavky na obrábanie.
• Predpísanú toleranciu tvárnením dosiahneme bez väčších problémov.
• Tolerancia hrúbky plechov, ktoré sa budú používať ako polovýrobok pri ťahaní, má byť čo najmenšia, pretože pri kolísaní hrúbky plechu pri ťahaní môže spôsobiť veľkú nepresnosť rozmerov a tvaru výťažku, a tým veľké kolísanie ťažnej sily.
• Pri konštrukcii výťažkov sa tiež odporúča dodržiavať nasledujúce zásady technologickosti:
- ak to nie je nevyhnutné, nepredpisovať toleranciu hrúbky steny výťažku;
- nezvyšovať výšku výťažku, pretože často celkom malý prídavok na výšku znamená zvýšenie počtu ťažných operácií;
- nerozširovať zbytočne prírubu pri výťažkoch s prírubou, pričom platí aj pravidlo najmenšej šírky príruby;
- zaoblenie prechodov medzi dnom a stenou, stenou a prírubou, resp. pri hranatých výťažkoch medzi stenami, zbytočne nezmenšovať (potreba ďalšej operácie - kalibrovania).


URČENIE TVARU A ROZMEROV POLOTOVARU


Pre daný výtvarok je vhodným polotovarom kruhový prístrih s rovnakou hrúbkou akú má samotný výtvarok.


VEĽKOSŤ KRUHOVÉHO PRÍSTRIHU

Pri určovaní priemeru kruhového prístrihu D pre daný výťažok sa vychádza z predpokladu, že sa hrúbka steny výťažku nemení, takže plocha prístrihu sa rovná ploche povrchu výťažku.
Pri stanovení skutočného priemeru prístrihu je nutné počítať aj s anizotropiou plechu. Preto sa vypočítaný priemer prístrihu D zväčšuje o 5 až 15 %.

Vpol = Vvýť
Spol = S výť
Spol =

Pre valcový výťažok s prírubou so zaoblením prechodových polomerov platí:

D =
D =
D =
D = 144,28 mm


Dp = D + w volím w = 3 mm ..... podľa tabuliek na str. 141
Dp = 144,28 + 3
Dp = 147,28 = 147 mm

Kde:










NÁSTRIHOVÝ PLÁN
















Bp x Lp = 1000 x 2000

B = C + 2b
B = Dp + 2b
B = 147 + 2.2,25
B = 151,5 mm
K …. dĺžka kroku
K = l + a
K = Dp + 2
K = 149 mm


CELKOVÉ VYUŽITIE TABULE












n…..počet výstrižkov z jedného pásu
n = 6 ks


Spl….plocha tabule plechu
Spl = 2000.1000
Spl = 2.106 mm2



Využitie materiálu (využitie tabule plechu):

66,05 %

Celkové využitie tabule je 66,05 %.


DRUH, POČET A SLED OPERÁCIÍ

KOEFICIENT A STUPEŇ ŤAHANIA

Ťahanie valcových výťažkov so širokou prírubou má niektoré charakteristické zvláštnosti oproti výťažkom s hladkou valcovou stenou. Tieto výťažky je možné zhotoviť na jednu operáciu, keď pri pomeroch výťažku , a bude pomerná hĺbka odpovedať alebo bude menšia ako sú hodnoty uvedené v tabuľke. V prípadoch keď pomer bude väčší, je treba zhotoviť výťažok na väčší počet operácií. d p = 110 mm
d = 75 mm
r = 5 mm
s = 2 mm
h = 33 mm
Dp = 147 mm


Kc....celkový stupeň ťahania
Kc = 1,46


Pomerné hodnoty pre valcové výťažky s prírubou:
= 0,44

Z tabuľky som zistil, že = 0,5 až 0,63 a kedže hodnota = 0,44 je menšia ako tabuľková hodnota, je možné daný výťažok zhotoviť na jeden ťah.
Maximálnu výšku výťažku h na jednu operáciu vypočítam ako:
h = 0,25. 36,03 mm
m = = 0,510

URČENIE POTREBY PRIDRŽIAVAČA

Funkcia pridržiavača pri hlbokom ťahaní vyplýva z potreby zabránenia zvlnenia príruby v dôsledku pôsobenia tangenciálneho tlakového napätia.

Potrebu použitia pridržiavača pre ťažnú operáciu je možné určiť z rovnice :

U = 50. = 81,60

U.... materiálová konštanta. Pre ocelový plech U = 1,9
s…. hrúbka materiálu. s = 2 mm

ak U ≥ 100. musí sa pre ťažnú operáciu použiť pridržiavač
U < 100. nie je potrebné použiť pridržiavač
100. = 51,02 < U = 81,60 je potrebné pre danú operáciu použiť pridržiavač

TVÁRNIACE SILY, PRÁCA A ROZMERY NÁSTROJA – VOĽBA TVÁRNIACEHO STROJA


ŤAŽNÁ SILA

Celková ťažná sila, na ktorú sa dimenzuje lis, je súčet ťažnej sily a pridržiavacej sily

Fc = Ft + Fp = 240,21 + 31,3686 = 271,58 kN

Sila pridržiavača je daná vzťahom

Fp = S. p

kde: S....plocha, na ktorej je plech pridržiavaný
p....tlak na styčnej ploche – pre oceľové plechy p = 1,8 až 2,9
p....volím = 2,5

S = 12 547,44 mm2
Fp = S. p = 12 547,44.2,5 = 31 368,6 N =31,3686 kN


Ťažná sila sa vypočíta zo vzorca

Ft =. d. s. Rm. n = .75.2.510.1 = 240 210 N = 240,21 kN



Kde: .d....obvod ťažnej hrany
s....hrúbka plechu
Rm....medza pevnosti v ťahu ťažného materiálu
Rm = 510 MPa pre plechy: Rm = 510 až 628 MPa
n....súčiniteľ závislý od stupňa ťahania
pre nás n = 1

STRIŽNÁ PRÁCA

As = Fs. s. c c....súčiniteľ plnosti diagramu .....volím c = 0,7
As = 505,75 J

VOĽBA STROJA

Ak chceme použiť lis, musí platiť:

Fs ≤ 0,75. Fm
Fc ≤ 0,75. Fm

Na základe vypočítanej sily a podľa nástroja volím stroj lis LEND 100.

Technické určenie – je určený pre strihanie, ohýbanie, rovnanie a ťahanie. Naklonenie lisu umožňuje samočinné vypadávanie výťažkov. Plného výkonu lisu sa dosiahne použitím mechanizačných doplnkov.

TECHNICKÉ ÚDAJE

Menovitá sila kN 1000
Najväčšia hrúbka mm 9
Zdvih barana mm 10 – 25
Naklopenie stojana 0 – 25º
Hmotnosť lisu kg 6300
Počet zdvihov za min 70


GEOMETRIA TVÁRNIACICH SÚČASTÍ NÁSTROJA

ŤAŽNICA

Je jednou zo základných funkčných častí ťažného nástroja. Od jej optimálnej konštrukcie do značnej miery závisí úspešnosť ťažnej operácie.
Hlavné charakteristiky ťažníc sú tieto:
• geometria pracovných plôch
• spôsob upevnenia ťažnice v telese základovej dosky
• spôsob odvádzania výliskov
• poradie ťahu, na ktorý je určená
• umiestenie v pohyblivej alebo pevnej časti nástroja
• určenie na združený zlúčený alebo postupový nástroj
• tvar a zložitosť obrysu výťažku.
ŤAŽNÁ MEDZERA

z = 1,1.

s = 2,2 mm

POLOMER ZAOBLENIA ŤAŽNICE

r ťaž = (2 - 7 ). s
r ťaž= 5 mm

PRIEMER OTVORU ŤAŽNICE

Dťaž = ( D – 0,8 U s )+pt = ( 75 – 0,8. 0,2 )+0,03 = 74,84+0,03 mm

ŤAŽNÍK

Je jedným zo základných funkčných častí ťažného nástroja, ktorého priamymi funkčnými plochami sú čelo, polomer prechodu z čelnej do valcovej plochy a valcová časť. Tieto plochy postupne v priebehu ťahania prichádzajú do kontaktu s tvárneným materiálom. Vonkajší polomer valcovej časti je súčasne vnútorným polomerom výťažku. Ťažník pri ťahaní je namáhaný na vzper a na obvode valcovej časti radiálnymi tlakmi, ktoré pri vhodnej drsnosti povrchu uľahčujú prenos ťažnej sily. Na zamedzenie vzniku vákua, na kontaktnej ploche vnútra výťažku a ťažníka, majú ťažníky ovzdušňovací otvor.

POLOMER ZAOBLENIA ŤAŽNÍKA

Polomer zaoblenia ťažníka je zhodný s polomerom ťažnice

PRIEMER ŤAŽNÍKA

d ťažnice = (D ťaž – 2 z) -pt
d ťažnice = (74,84 – 2. 2,2) –0,03 = 70,44 –0,03


KONŠTRUKČNÝ VÝBER PRVKOV NÁSTROJA

TECHNOLOGICKÉ A KONŠTRUKČNÉ SÚČASTI NÁSTROJA

Na danú súčiastku použijem združený vystrihovací a ťažný nástroj s mechanickým pridržiavačom.

MATERIÁL A PEVNOSTNÝ VÝPOČET SÚČASTÍ NÁSTROJA

STRIŽNÍK

Material : 19 191

Odolnosť strižníka na tlak:

 = ≤ dovolené dovolené = 1600 – 2000 MPa

 = = 81,81 MPa vyhovuje

STRIŽNICA

Material : 19 191

Hmin = = 23,75 mm dovolené = 1600 – 2000 MPa


ŤAŽNÍK

Material : 19 191

Odolnosť ťažníka na tlak

 = ≤ dovolené dovolené = 1600 – 2000 MPa
 = = 6,45 MPa vyhovuje

ŤAŽNICA

Material : 19 191

Hmin = = 17,01 mm dovolené = 1600 – 2000 MPa

PRIDRŽIAVAČ

Material : 19 191

Hmin = = 7,19 mm dovolené = 1600 – 2000 MPa








HODNOTIACI ZÁVER

Daná súčiastka bude vyrobená technológiou plošného tvárnenia. Prvá operácia bude strihanie z plechového prístrihu a následná operácia bude ťahanie. Ako nástroj použijeme združený ťažný a vystrihovací nástroj, kde pridržiavač bude zároveň strižník.

Pre takúto technológiu som sa rozhodol z dôvodu veľkého poču výťažkov, ktoré treba vyrobiť.











































LITERATÚRA:

[ 1 ] Hrivňák, A.: Teória tvárnenia a nástroje. Bratislava, Alfa 1992
[ 2 ] Blaščík, F.: Teória tvárnenia – Návody na cvičenia. Bratislava, Alfa 1982
[ 3 ] Novotný,K.: Nástroje a prípravky: část 1 – tvárnení. Brno, VUT 1982
[ 4 ] Kováč, A.: Tvárniace stroje. Bratislava, Alfa 1978
[ 5 ] Hýsek, R.: Tvárecí stroje. Praha: SNTL, 1980.