Liczba wyświetleń:71 Autor:Edytuj tę stronę Wysłany: 2024-04-25 Źródło:Ta strona
W artykule przedstawiono prace wdrożone podczas projektowania, wytwarzania i obsługi modelu taniej hydraulicznej maszyny do głębokiego tłoczenia (DDM), która jest obecnie wykorzystywana w laboratorium procesów produkcyjnych na Wydziale Inżynierii Przemysłowej (IED) na Uniwersytecie Narodowym An-Najah.Maszyna wykorzystywana jest do przeprowadzania różnych eksperymentów związanych z procesem głębokiego tłoczenia.
Jak wiadomo, głębokie tłoczenie to proces obróbki blachy, podczas którego stempel wciąga pusty arkusz do wnęki matrycy, tworząc części w kształcie miseczki lub pudełka [1].
Prace te przeprowadzono w trzech etapach;pierwszym był etap projektowy, podczas którego wykonano wszelkie obliczenia projektowe elementów DDM w oparciu o specyfikację rysowanego produktu (kubka).Drugim etapem był etap konstrukcyjny, podczas którego w pracowniach inżynieryjnych uczelni wykonano i zmontowano elementy DDM.Ostatnim etapem był etap eksploatacji i eksperymentów, podczas którego testowano DDM, przeprowadzając różne eksperymenty.
Podsumowując, doświadczenie zdobyte podczas projektowania i budowy mechanicznego sprzętu laboratoryjnego okazało się skuteczne pod względem uzyskania praktycznych wyników zgodnych z dostępnymi w literaturze, oszczędności pieniędzy w stosunku do kosztu podobnego zakupionego sprzętu, a także podniesienia kwalifikacji studentów umiejętności zrozumienia w szczególności procesu głębokiego tłoczenia i ogólnie koncepcji projektowania elementów maszyn.
Słowa kluczowe: Głębokie tłoczenie, projektowanie elementów maszyn, projektowanie Dei, montaż i produkcja maszyn, eksperymentalne badanie siły naciągu i skoku naciągu
Głębokie tłoczenie to proces obróbki blachy stosowany do formowania części w kształcie miseczki lub pudełka za pomocą stempla, który wciąga półfabrykat do wnęki matrycy.Proces ten przeprowadza się poprzez umieszczenie pustego arkusza o określonym rozmiarze na otworze matrycy i wciśnięcie tego półfabrykatu do wnęki matrycy za pomocą stempla, jak pokazano na rysunku 1, [1].Typowymi produktami wytwarzanymi w tym procesie są puszki po napojach, wanny, pojemniki o różnych rozmiarach i kształtach, zlewy i panele samochodowe.
W artykule zbadano podstawową operację ciągnienia, jaką jest rysowanie części w kształcie miseczki o parametrach pokazanych na rysunku 1, w tej podstawowej operacji na okrągłą blachę półfabrykatu o średnicy Db i grubości t nakłada się otwarcie matrycy o promieniu naroża Rd.Następnie półfabrykat jest przytrzymywany przez uchwyt półwyrobu (pierścień dociskowy) z określoną siłą.Następnie stemplem o średnicy Dp i promieniu naroża Rp wbija się pusty arkusz w zagłębienie matrycy, tworząc w ten sposób część w kształcie miseczki.
Co więcej, stempel porusza się z określoną prędkością V i przykłada pewną siłę skierowaną w dół F, aby uzyskać odkształcenie metalu, podczas gdy uchwyt półwyrobu przykłada siłę trzymającą Fh, aby zapobiec wykrojowi
marszczenie.
W rzeczywistości w tym artykule przedstawiono projekt i produkcję taniej maszyny do głębokiego tłoczenia „DDM”, która wytwarza wcześniej zidentyfikowany produkt w kształcie miseczki. DDM jest obecnie zamontowany i używany do eksperymentów w laboratorium procesów produkcyjnych w dziale IE w An-Najah University, w artykule przedstawiono szczegółowy projekt głównych elementów DDM, w tym stempla i matrycy, a także produkcję i montaż DDM, przedstawiono także działanie i testowanie DDM poprzez przeprowadzenie eksperymentów dotyczących siły ciągnienia w porównaniu z rozciąganiem udaru mózgu i porównać wyniki z opublikowanymi danymi.
W tej sekcji omówiono niektóre ogólne koncepcje procesu głębokiego tłoczenia, w tym wymiary ciągnienia, siłę ciągnienia i siłę trzymania
Jedną z najważniejszych miar operacji głębokiego tłoczenia jest graniczny współczynnik ciągnienia LDR.Graniczny współczynnik ciągnienia definiuje się jako maksymalny stosunek średnicy blachy półfabrykatu do średnicy stempla, który można rozciągnąć w idealnych warunkach jednym pociągnięciem bez uszkodzenia [2].
Siła stempla potrzebna do wytworzenia kubka jest sumą idealnej siły odkształcenia, sił tarcia i siły potrzebnej do wytworzenia zaprasowania.Rysunek 2 przedstawia zależność pomiędzy siłą naciągu a skokiem naciągu [2].
Siła trzymania h F odgrywa ważną rolę w głębokim tłoczeniu.W przybliżeniu można przyjąć, że docisk docisku wynosi 0,015 granicy plastyczności blachy [1].
Zatem mnożąc siłę trzymania przez część początkowej powierzchni półwyrobu, która ma być trzymana przez uchwyt półwyrobu, możemy oszacować siłę trzymania ( h F ) jako [1].
Do głębokiego tłoczenia powszechnie stosuje się prasę mechaniczną dwustronnego działania, stosuje się także prasy hydrauliczne.Prasa o podwójnym działaniu steruje niezależnie stemplem i uchwytem półfabrykatu i formuje część ze stałą prędkością.
Ponieważ siła docisku półfabrykatu steruje przepływem blachy w matrycy, obecnie zaprojektowano prasy o zmiennej sile docisku półwyrobu.W tych prasach siła docisku półfabrykatu zmienia się w zależności od skoku stempla.
Najważniejszym czynnikiem przy projektowaniu matrycy jest promień naroża (dR) matrycy.Promień ten musi mieć optymalną wartość, ponieważ materiał jest na niego przeciągany.Wartość optymalnego promienia matrycy zależy od wymagań drukowania i rodzaju rysowanego materiału.Oczywiście im mniejszy promień matrycy, tym większa siła potrzebna do narysowania kubka.Promień matrycy może wynosić od czterech do ośmiu grubości półwyrobu [3]. To znaczy
W praktyce zaleca się zacząć od d R równego 4t i w razie potrzeby zwiększać.
Podobnie promień czoła stempla ( p R ) jest ważny, ponieważ kształtuje promień dna produkowanego kubka.Jeśli p R będzie zbyt małe, dolny promień miseczki może się wyrwać.Może zaistnieć konieczność zwiększenia promienia niż jest to konieczne i zmniejszenia jego rozmiaru w kolejnych operacjach rysowania.Na początek można zastosować promień 4t do grubości półwyrobu.[3].
DDM został zaprojektowany do wytwarzania części w kształcie miseczki za jednym razem, jak wspomniano wcześniej, celem zaprojektowania DDM jest wyposażenie laboratorium procesów produkcyjnych na Uniwersytecie An-Najah w aparaturę, która może zademonstrować proces głębokiego tłoczenia, a także wykorzystywane przez uczniów do wykonywania podstawowych eksperymentów związanych z procesem głębokiego tłoczenia.Właściwie, aby zaprojektować odpowiedni DDM, należy najpierw określić specyfikację produktu (kubka), siłę ciągnienia i siłę trzymania.
Produktem wymaganego DDM jest prosty kubek o określonej średnicy wewnętrznej (d) i głębokości (h), który jest wytwarzany z blachy o grubości (t).
Wymiary kubka należy dobrać w taki sposób, aby możliwe było wykonanie głębokiego tłoczenia w celu wytworzenia kubka jednym pociągnięciem;aby zmierzyć wykonalność operacji, LDR, stosunek grubości do średnicy (t/D) i procent redukcji (Re) muszą spełniać warunki wykonalności wymienione w sekcji 2 tego artykułu.W tym celu zdecydowano, że grubość blachy użytej do produkcji przyssawki wynosi t ~1 32 cale. 0,8 mm, stąd – w oparciu o zalecenia zawarte w rozdziale 2-
Kubek ma być wykonany z mosiądzu żółtego C 26800 (65% Cu, 35% Zn) o UTS 322MPa, S 98MPa.y Korzystając z równania (5) przy Dp = 50 mm;można obliczyć siłę ciągnącą potrzebną do wytworzenia kubka jako F = 36,4 KN.Podobnie z równania (6) Fh = 14 KN.Zatem całkowita siła ciągnąca (Fd), jaką ma zastosować DDM, jest równa sumie F i Fh, czyli Fd = 50,4 KN.Do celów projektowych elementów DDM;Fd należy pomnożyć przez współczynnik obciążenia równy 1,6.
W tej części przedstawiono konstrukcję wybranych głównych elementów maszyny do głębokiego tłoczenia (DDM).Rysunek (4) przedstawia przekrój DDM, jego elementy i związaną z nim legendę.Rysunek (5) to jego zdjęcie.
Po określeniu specyfikacji kubka, jak wyjaśniono wcześniej, można określić specyfikacje matrycy i stempla użytego do produkcji tego kubka.
Mianowicie stempel musi mieć średnicę zewnętrzną równą średnicy wewnętrznej miseczki, czyli 50 mm. Musi być również wystarczająco wysoki, aby uzyskać wymaganą głębokość (20 mm) miseczki.Dlatego był cios zaprojektowany tak, aby miał średnicę zewnętrzną 50 mm, promień stempla ( p R ) 3,2 mm i wysokość 80 mm.
Matryca i stempel są współpracującymi częściami w tym procesie;dlatego wewnętrzna średnica matrycy będzie wynosić taka sama jak średnica zewnętrzna stempla plus kompensacja luzu pomiędzy nimi.Rysunek (6) ilustruje wymiary matrycy.
Górna płyta nośna, jak sama nazwa wskazuje, służy do podparcia DDM poprzez przytrzymanie hydrauliki cylinder maszyny.Dlatego konstrukcja tej płyty musi opierać się na maksymalnej sile zapewnianego przez jednostkę hydrauliczną wynoszącą 1,6 Fd = 80 KN.Rysunek (7) pokazuje jego wymiary płyta, natomiast rysunek (8) jest schematem swobodnego ciała płyty.Jak pokazano na rysunku (8), obciążona część płytę tę można w przybliżeniu traktować jako stałą podporę z obu końców z obciążeniem środkowym przyłożonym przezjednostka hydrauliczna.
Reakcje w A i C są takie same i równe 40 KN, a momenty w A, B i C są równe MA = Odpowiednio 2090 Nm, MB = 2200 Nm i MC = 2090 Nm [4].Sekcja B (środkowa rozpiętość) jest krytyczna Sekcja.Przy tym obciążeniu maksymalne naprężenie normalne na tym odcinku wynosi 27,7 MPa.Talerz wykonany jest ze stali walcowanej na gorąco o Sy = 170 MPa, stąd współczynnik zabezpieczenia przed uplastycznieniem górnej płyty wynosi 6.
Polski
Pусский
