2.2. Függelék – Képlékenyalakítás, elektronikus tananyag (Kardos, Danyi, Végvári)
FIGYELEM! Ez csak egy mintafeladat mely az elektronikus tananyaghoz készült. A feladat elkészítéshez ad segítséget, tippeket. A Lemezalakítás tárgy F1-es feladatának elkészítendő feladatpontjait a feladatkiírás tartalmazza. Feladat: 1. Készítsen 3 db sávtervet az alábbi alkatrész gyártására, válasszon közülük gazdaságosság és gyárthatóság alapján. (A sávtervek anyagkihozatalát határozza meg szalagra és 1000*2000mm táblalemez hossz és keresztirányú sávokra vágásával is!) 2. Határozza meg a művelet erőszükségletét! 3. Számítsa ki a nyomásközéppont helyzetét! 4. Határozza meg szerkesztéssel a nyomásközéppont helyzetét! Hasonlítsa össze a két eredményt! 5. Végezze el az aktív elemek szilárdsági ellenőrzését! (Válassza meg az aktív elemek anyagát!) 6. Határozza meg az aktív elemek méreteit, a megfelelő méretek, tűrésszámításait végezze el! Az alkatrész adatai: Anyagminőség:
Al99,5
Lemezvastagság:
2mm
1. ábra Anyag kihozatali számítások:
A munkadarab területének meghatározása:
1
1. Sávtervek készítése 1. megoldás Fekvő elrendezés:
2. ábra Első sávterv a, Szalagra Előre tolás:
ahol: l=munkadarab hossza g= legkisebb hídszélesség Sáv szélesség:
ahol: h=munkadarab magassága g= legkisebb hídszélesség
b, Táblalemezre, hosszában hasítva: 2
Lemez területe:
Egy táblából kivágható szálak száma:
Egy szálból kivágható darabszám:
Anyag kihozatal:
c, Táblalemezre, keresztben hasítva: Lemez területe:
Egy táblából kivágható szálak száma:
Egy szálból kivágható darabszám:
Anyag kihozatal:
2. megoldás Álló elrendezés:
3
3. ábra Második sávterv a, Szalagra:
ahol: l=munkadarab hossza g= legkisebb hídszélesség Sáv szélesség:
ahol: h=munkadarab magassága g= legkisebb hídszélesség
b, Táblalemezre, hosszában hasítva:
Lemez területe:
Egy táblából kivágható szálak száma:
4
Egy szálból kivágható darabszám:
Anyag kihozatal:
c, Táblalemez, keresztben hasítva: Lemez területe:
Egy táblából kivágható szálak száma:
Egy szálból kivágható darabszám:
Anyag kihozatal:
3. megoldás Összeforgatott elrendezés:
4. ábra Harmadik sávterv 5
a, Szalagra:
ahol: l=munkadarab hossza g= legkisebb hídszélesség Sáv szélesség: szerkesztés után, mért adat.
b, Táblalemezre, hosszában hasítva:
Lemez területe:
Egy táblából kivágható szálak száma:
Egy szálból kivágható darabszám:
Anyag kihozatal:
c, Táblalemez, keresztben hasítva: Lemez területe:
Egy táblából kivágható szálak száma:
Egy szálból kivágható darabszám:
6
Anyag kihozatal:
7
2. Határozza meg a művelet erő-, és munkaszükségletét! A lemez szilárdsági jellemzői: Al99,5 Erőszükséglet meghatározása:
ahol: f=1,1 1,4
választva: f=1,1
L- egy löket alatt vágott kerület (mm) s- lemezvastagság (mm) S=2
val - nyírószilárdság
val =0,6…0,8Rm=0,7*98,0MPa=68,6MPa
A lemez anyaga: Al99,5fk Egy löket alatt vágott kerület meghatározása:
A kivágás erőszükséglete:
Munkaszükséglet meghatározása:
ahol: c- állandó c=0,4 0,6
választva: c=0,5
Fkiv - a kivágás erőszükséglete (N) s- lemezvastagság (mm)
8
3. Számítsa ki a nyomásközéppont helyzetét! Nyomásközéppont meghatározása számítással: Az egyes ívek súlypontjainak meghatározása: D=40mm esetén
5. ábra Félkör súlypontja
D=12mm esetén
D=16mm esetén
A vonalszakaszokra felbontott erők súlypontjainak helyzete az általunk felvett koordináta rendszerben:
9
6. ábra Egyes elemek súlypontja Az egyes vágott szakaszokban fellépő erőkomponensek számítása:
mm 5= 4745,36N
5= 4530,9N
10
5=9489,21N
5= 2718,54N
5= 302,06N
5=2114, 42 N
11
A számításhoz szükséges részadatok táblázatos összefoglalása: kerület 1
31,42
2
30
3
62,83
4 6
18 2
8
18,85
10
14
12
18
14
25,13
13
18
11
14
9 7
18,85 2
5
18 291,08
N 4 745,36 4 530,90 9 489,21 2 718,54 302,06 2 846,92 2 114,42 2 718,54 3 795,38 2 718,54 2 114,42 2 846,92 302,06 2 718,54 43 961,81
10mm =2000N x
F*x
y
F*y
23,73
24,61 116783,4
31 147106,2
22,65
45,49 206110,6
31 140457,9
47,45
95,12 902614,1
31 294165,7
13,59 110,74 301051,1 1,51 121,47 36691,23
11 29903,94 10 3020,6
14,23 127,47 362896,3
6,45
18362,6
10,57 133,47 282211,6
16 33830,72
13,59 142,47 387310,4
23 62526,42
18,98 154,86 587753,2
31 117656,9
13,59 142,47 387310,4
39 106023,1
10,57 133,47 282211,6
46 97263,32
14,23 127,47 362896,3 1,51 121,47 36691,23
55,55 158146,2 52 15707,12
13,59 110,74 301051,1
51 138645,5
219,81
4553583 Xs=
12
103,5804 Ys=
1362816 31
4. Határozza meg szerkesztéssel a nyomásközéppont helyzetét! Hasonlítsa össze a két eredményt! A feladatban alkalmazzuk a számításnál meghatározott súlypontok helyzetét, illetve a hozzá tartozó erőkomponenseket. Megszerkesztjük a mechanikából tanult ismeretek alapján a kötélsokszöget.
7. ábra Súlypont meghatározása szerkesztéssel Jelen esetben „y” tengely irányában nem kell elvégezni a számítást és a szerkesztést, mert az alkatrész szimmetria tengelyére nézve minden vágási művelet szimmetrikus, így az y-irányú súlypont a szimmetria tengelyre esik. A számított és a szerkesztett érték közel megegyezik.
13
5. Végezze el az aktív elemek szilárdsági ellenőrzését! (Válassza meg az aktív elemek anyagát!) a) Kivágó-, lyukasztó bélyegek hosszúsági méretei és szilárdsági ellenőrzése: Eule féle képletből:
Ahol: Fk – kihajlás erőszükséglete [N]
Ebböl a kihajlásra megengedhető maximális bélyeghosszúság:
Lyukasztóbélyegek: Mivel a legkisebb keresztmetszet van leginkább kitéve a kihajlás veszélyének, ezért a számításokat ezzel a bélyeggel kezdjük. Bélyeg keresztmetszete: 5x10 mm
A legkisebb keresztmetszetű bélyeghez tartozó maximális hosszúság 220,88mm, amely még nem hajlik ki, ezért a bélyegek hossza nem haladhathatja meg ezt a méretet. Az általában alkalmazott bélyeghosszok 90 – 120mm, ezért a többi , nagyobb keresztmetszetű bélyegeket kihajlásra ellenőrizni nem kell. b) Vágólap kialakítása: A vágólap végig alá van támasztva, így lehajlásra szilárdságilag ellenőrizni nem kell. A vágólap vastagsági mérete az alábbi összefüggéssel:
14
ahol:
MSz szerint ajánlott vágólap vastagság:
17mm
c) A vágólap minimális méreteinek meghatározása, úgy, hogy a számított nyomásközéppont a vágólap közepén helyezkedjen el: A méretek meghatározásánál figyelembe kell venni, hogy a vágólap nagyobb áttörései a vágólap szélétől minimum a vágólap vastagsági méretével megegyező távolságra legyen . Jelen esetben ez 17mm. A vágólapot leerősítő furatok, illesztőszeg furatainak középpontja a vágólap szélétől, vagy az egyéb áttörésektől min 1,5d méretre legyenek, ahol d- a furat átmérője.
8. ábra Vágólap kialakítása Anyagminőségek választása: A kivágott anyagminőség egy kis szilárdságú alumínium lemez. A vágott darabszám nem haladja meg a 104 darabot, így egy kevésbé ötvözött olcsóbb anyagminőség is megfelel a kivágó-, lyukasztóbélyegek, illetve a vágólap anyagául. A választott anyagaminőség a gyengén ötvözött 100Cr6 szerszámacél. 15
6. Határozza meg az aktív elemek méreteit, a megfelelő méretek, tűrésszámításait végezze el! Az aktív elemek méretének meghatározásához szükséges a vágórés méretének meghatározása. Az oldalankénti vágórés:
ahol: =68.6N s-lemez vastagság c=0,01 a gyakorlat szerint z=0,1048
Aktív elemek tűrésezése: A tűrésezésnél külön kell választani a kivágási és a lyukasztási műveleteket.
9. ábra Kivágásra tűrésezett méretek Tűrésezés kivágásra. Az alábbi méretek készülnek kivágással: Méret [mm] 76 40 56 16 12
IT fokozat 12 12 12 12 12
Tűrés Tm 300 250 300 180 180
16
Méret 76±0,15 40±0,125 56±0,15 16±0,09 12±0,09
Kivágásnál a munkadarab méreteit a vágólap határozza meg. A használat közben a vágólap kopik, így egyre nagyobb a gyártott munkadarab mérete. Arra kell törekedni, hogy először a legkisebb méretű munkadarabot vágjuk ki. Ezért a vágólap minimális méretét az alábbiak szerint számítjuk: AHm=AHv FHv = AHv +Tv A bélyeg méreteit a vágólap méreteiből számoljuk, figyelembe véve, hogy a bélyeg és a vágólap közt helyezkedik el a vágórés. FHb = AHm -z AHb = FHb -Tb A bélyegek gyártási pontossága IT 6, az áttörések (lyukak) gyártási pontossága IT7 Az alkalmazott jelölések:
indexek:
Az alábbiakban bemutatjuk két méretre a vágólap és bélyeg méreteinek meghatározását kivágásra. A további méretek tűréseinek értékeit a táblázatban foglaltuk össze. Az 40mm-es méret esetén:
Az 16mm-es méret esetén: 17
A kivágásra tűrésezett méretek táblázatos összefoglalása:
D AHm Tv 76 40
AHv
0,030
0,019
75,85
-0,125
0,025
0,016 39,875
-0,15
76 40
Tb
-0,15
FHv
FHb
AHb
76,15
75,745
75,726
39,9
39,77
39,754
56
56
0,030
0,019
55,85
56,15
55,745
55,726
16
16-0,09 0,018
0,011
15,91
15,928
15,805
15,794
0,011
11,91
12,928
11,805
11,794
12
12
-0,09
0,018
Lyukasztásra: Lyukasztásnál a munkadarab méreteit a bélyeg mérete határozza meg. A használat közben a bélyeg kopik, így egyre kisebb a gyártott lyuk mérete. Arra kell törekedni, hogy először a legnagyobb méretű lyukat lyukasszuk ki. Ezért a bélyeg maximális méretét az alábbiak szerint számítjuk: FHm=FHb AHb = FHb –Tb A vágólap méreteit a bélyeg méreteiből számoljuk, figyelembe véve, hogy a bélyeg és a vágólap közt helyezkedik el a vágórés. AHv = FHb + z FHv = AHv +Tv Méret 10mm
Tűrés IT fokozat M 10
Tűrés Tb Tv Méret Tm IT6 IT7 70 0,009 0,015
5mm
M
48
10
18
0,008 0,012
A 10mm hosszú, M10 tűrésű bélyeg lyukasztásához szükséges méretek meghatározása: AE=-6 T= 70
Az 5mm hosszú, M10 tűrésű bélyeg lyukasztásához szükséges méretek meghatározása: AE=-4 T= 48
19
7. Előtoláshatárolás ütközőcsappal Legegyszerűbb előtoláshatárolási lemezvastagságig.
mód.
Egyszerűbb
szerszámokban
használatos
2mm
7.1. Rugós működésű ütközőcsap
10. ábra Rugós ütközőcsap
Nagyon egyszerű kivitelű ütközőcsap, amely meggyorsítja a kézi adagolást. Nem kell a sávot átemelni az ütközőcsap fején, amely művelet nehézkes. Át kell tolni az ütközőcsap vége alatt, amely ferdén van kialakítva és a rugó ellenében felemelkedik. Majd az ütköztetni kívánt helyen ütközésig visszahúzzuk a sávot. Általában 0,5mm-nél vastagabb, de 2mm-nél vékonyabb lemezek esetén alkalmazható.
7.2. Oldalvágókéses előtoláshatárolás A legpontosabb előtoláshatárolást az oldalvágókéses ütköztetés biztosítja. A fejlapba beépített oldalvágókések (bélyegek) a sáv vagy csak az egyik, de akár mindkét oldalán is az előtolásnak megfelelő hosszúságban kb. a hídszélességnek (g) megfelelő darabot levágnak. Az oldalvágókés mellett a sávhaladás irányában elhelyezett ütköző (ütközők) közt csak a keskenyebb, lecsípett sáv tud áthaladni. Az oldalvágókés vastagsága 6-8-10mm, szélessége az előtolásnak megfelelő. Oldalvágókés alkalmazásával az anyagkihozatal romlik, különösen igaz ez kétoldali oldalvágókés alkalmazásával keskeny sáv esetén. Ha az előtolás határolására oldalvágókést használunk, akkor a sávszélességet meg kell növelni az oldalvágókés által levágott méretekkel is.
20
11. ábra Oldalvágókés elhelyezése a sávhoz Az oldalvágókés kialakítása és az utána elhelyezett ütközőt lásd a ábrán.
12. ábra Oldalvágókés kialakítása ütközővel
21
