Tevékenység: Olvassa el a bekezdést! Gyűjtse ki és tanulja meg a lemezalakító technológiák jellemzőit! 2.1. Lemezalakító technológiák A lemezalakító technológiák az alkatrészgyártás nagyon jelentős területét képviselik és szerepük az ipari technológiákon belül nem csökken. A lemezalakító technológiákra általában érvényesek a képlékenyalakító technológiák jellemzői. Ezek pl.: - a legyártott alkatrészek jó mechanikai tulajdonságai, - anyagtakarékos gyártás lehetősége, - nagy termelékenység, - automatizálhatóság. - tömeggyártásra alkalmasak, - a gyártmányok jó alak és mérettűrésekkel rendelkeznek, pontosak, - a gyártási folyamat nem igényel szakmunkát Kifejezetten a lemezalakítással történő alkatrészgyártás sajátossága, hogy az alkatrész önköltségében az anyagköltség elérheti a 80-90%-ot is. Ez azt jelenti, hogy a lemezalkatrészek előállításának gazdaságossági kérdései vizsgálatánál nagy jelentősége van az anyaggal történő takarékosságnak, a minél jobb anyagkihozatalnak. Tevékenység: Gyűjtse ki és tanulja meg a lemezalakító technológiák nevét! Csoportosítsa a lemezalakító technológiákat az anyagszétválasztás szempontja alapján! Technológiák csoportosítása alakítási mód szerint: A lemezalakító technológiák több szempont szerint is csoportosíthatók. A leggyakoribb csoportosítás szerint a lemeztechnológiák két csoportba oszthatók: - Az anyagszétválasztással történő lemezalakító eljárások során az alkatrészek a lemezanyag nyíró igénybevételével, vágással, darabolással jönnek létre. - Az anyagszétválasztás nélküli technológiák során anyageltávolítás nélkül, a lemezanyag formálásával kapjuk meg az alkatrész alakját és méretét. A fenti két alapvető csoportba sorolható technológiák közül a gyakorlatban leginkább alkalmazott lemezalakító műveleteket mutatjuk be: a) Anyagszétválasztással dolgozó lemezalakító eljárások: − − − − −
b) Anyagszétválasztás nélküli lemezalakító eljárások − hajlítás, − mélyhúzás, − göngyölítés, − egyengetés, simítás, vasalás, − fémnyomás, − domborítás, − egyéb eljárások szájbehúzás tágítás dombornyomás / bordázás
darabolás, leszabás, kivágás, lyukasztás, pontossági vágás, finomkivágás, egyéb módszerek bevágás, kicsípés
Tevékenység:
3
Olvassa el a bekezdést! Rajzolja le és tanulja meg az ollón végzett vágás elvét, technológiáját! Gyűjtse ki és tanulja meg a vágás folyamatának fázisait! 2.2. Az anyagszétválasztással történő lemezalkatrész-gyártás technológiái. A lemezeket a hengerművek vagy táblalemez, vagy tekercs formában szállítják. Ezek további darabolásával tudunk kisebb munkadarab méreteket biztosítani. 2.2.1. Ollón végzett lemezvágás technológiája A lemezek nyírásának, szétválasztásának folyamata. A lemezek szétvágásához általában két aktív szemszám-elem szükséges, mint például a hétköznapi életből ismert olló két éle. A 2.1.1. ábrán az „s” vastagságú lemeznek az élek közötti igénybevételét, helyzetét mutatjuk be.
2.1.1 ábra Ollón való vágás A vágás folyamatának fázisai (2.1.2. ábra): → A vágóél behatol a lemezbe, rugalmasan, majd képlékenyen deformálja (képlékenyen deformált zóna) → a deformációs zónában a feszültségi állapot (összehasonlító feszültség) meghaladja az alakítási szilárdságot, megindul a képlékeny alakváltozás (nyírt felület), → a deformációs zónában kezd kimerülni az anyag alakváltozó képessége, megjelennek a nyírási repedések (szakadozott felület), → a nyírási repedések összeérnek, befejeződik a vágás. A lemez vágási felületén a fenti folyamatok is követhetők Képlékenyen deformált zóna Nyírt felület Szakadozott felület Alsó kés által deformált zóna
2.1.2. ábra Vágott felület A vágóélek nyíró igénybevétellel hatnak a lemezanyagra. Mivel azonban a vágóélek között rés, ún. vágórés van, a lemez hajlításra is igénybe van véve. Az, hogy a lemez igénybevétele mennyiben tételezhető fel tiszta nyírásnak, elsősorban a vágóréstől, és mint később látni fogjuk, a vágóélek állapotától is függ. Az ollókések közti távolság a vágórés általában a lemezvastagság 5-10%-a lehet.
4
Tevékenység: Rajzolja le a vágás műveleti ábráját! Jelölje ki a jellemző adatokat (b, s, α, β, τ B ,)! Írja fel és tanulja meg az erőszükségletet meghatározó összefüggést! Vágás párhuzamos élű ollón A párhuzamos élű táblaollón való vágást mutatjuk be a 2.1.3. ábra. Párhuzamos élű vágásnál a két vágóél a vágás során mindig párhuzamos helyzetben van. A vágás erőszükséglete meghatározásánál tiszta nyírással számolunk, így a vágóerőt megkapjuk, ha a nyírt keresztmetszetet szorozzuk az anyag nyírószilárdságával (2.1.). (2.1.) ahol:
b – a vágott szélesség s -. a lemezvastagság τ B – a lemezanyag nyírószilárdsága f – vágás körülményeit figyelembevevő tényező (1,1…1,4)
Ha számításba akarjuk venni a vágás közbeni hajlító igénybevételt, az ollókések állapotát, a gépi olló rugalmas deformációját, a fenti erőértéket 10–30%-kal növelve vesszük figyelembe. Az anyagok nyírószilárdsága kevésbé ismert, szemben a szakítószilárdsággal, ezért jó közelítéssel a nyírószilárdságot az alábbi tapasztalati összefüggéssel származtatjuk (2.1.2.): (2.2.) Példa: Határozzuk meg az 1,5mm vastag 1000*2000mm táblalemezből 100*1000mm széles csíkok vágásának erőszükségletét, ha a lemez anyagának szakítószilárdsága 460N/mm2. A lemezolló jó állapotú, f=1,1 értékre vehető. τ B értéke a 2.2 összefüggés alapján τ B =0,8*R m τ B =0,8*460=368 N/mm2. A vágás erőszükséglete a 2.1 összefüggés alapján: F= f*τ B *b*s=1,1*368*1000*1,5=607,2kN
2.1.3. ábra Vágás párhuzamos élű ollón
5
Tevékenység: Rajzolja le a vágás műveleti ábráját! Jelölje ki a jellemző adatokat (b, s, z, α, β, ϕ, τ B ,). Írja fel és tanulja meg az erőszükségletet meghatározó összefüggést! Gyűjtse össze és tanulja meg a ferdeélű ollón való vágás előnyeit és hátrányait! Vágás ferde élű ollón A lemezek egyszerre teljes keresztmetszetben történő vágása nagyobb lemezvastagságok esetén túl nagy vágóerőt eredményez. A vágóerő csökkentésére alkalmazzák a ferde élű ollót. A ferdeélű vágás során a felső él az alsó élhez képest egy ϕ szögben helyezkedik el. A vágás nem terjed ki a teljes vágandó keresztmetszetre. Kialakítása a 2.1.4. ábrán látható.
2.1.4. ábra Vágás ferde élű ollón Ferde élű ollón történő daraboláskor a vágóerő (2.3.): (2.3.) Ahol: ϕ – a ferde élű olló vágási szöge. A ferde élű ollón történő vágás erőszükséglete kisebb, de a levágott darab deformálódik. Ez nem jelent gondot, ha a levágott darab a hulladék. A párhuzamos élű ollón a levágott darab nem deformálódik, viszont a művelet erőszükséglete nagyobb Példa: Az előző példa adataival határozzuk meg a ferde élű ollón történő darabolásra is a vágás erőszükségletét, ha ϕ=8o. Határozzuk meg az 1,5mm vastag 1000*2000mm táblalemezből 100*1000mm széles csíkok vágásának erőszükségletét, ha a lemez anyagának szakítószilárdsága 460N/mm2. A lemezolló jó állapotú, f=1,1 értékre vehető. τ B értéke a 2.2 összefüggés alapján τ B =0,8*R m τ B =0,8*460=368 N/mm2. A vágás erőszükséglete a 2.3 összefüggés alapján:
6
s 2 ⋅τ B 1,52 ⋅ 368 = 0,5 = 2,95kN tan ϕ tan 8o A példa alapján látható, hogy a vágás erőszükséglete lényegesen lecsökkent. F = 0,5
Tevékenység: Gyűjtse ki és tanulja meg a vágórés nagyságát befolyásoló tényezőket, a vágórés hatását a vágott felületre! Tanulja meg az ajánlott vágórés megválasztásának az elvét, jellemző adatait! Vágórés A vágórés (2.1.1 ábra) jelentős hatással van a vágási felület minőségére. Helytelenül kialakított vágórés erősen deformálja a vágási felületet. A vágórés jele „z”. Vágórés nagysága függ: - vágandó lemez szilárdságától • anyagminőségtől • hidegalakítás mértékétől • esetleges hőkezeltségi állapottól - vágott lemez vastagságától. Kis vágórés hatása: - torzul a vágott felület - nagyobb a súrlódás vágás közben - gyorsabban kopnak a kések Nagy vágórés hatása: - vágott élet torzítja, szakítja - görbíti a sávot Ajánlott vágórés: − nagyobb szilárdságú anyagok } A lemezvastagság 3–6%-a hidegen hengerelt anyagok vékony lemezek vágása − lágy, lágyabb anyagok vágása } a lemezvastagság 6–10%-a vastag lemezek vágása Tevékenység: Rajzolja le a vágókés kialakítás jellemző megoldásait! Jelölje az élszögeket! Vágókés kialakítása A vágókések kialakítását a 2.1.5. ábra mutatja be.
2.1.5. ábra Vágókés kialakítása
7
90°-os élszög kialakítása 2.1.5.a. ábra Előnye: - a téglalap keresztmetszetű vágókés mind a négy vágóéle használható, négyszer átfordítható, és csak utána kell újraélezni. Hátránya: - nagyobb a vágandó lemez vágórésbe befordulási hajlama 86-87°-os élszög alkalmazása 2.1.5. b. ábra Előnye: - kisebb a vágórésbe való befordulási hajlam - jobb a vágóhatás - az ékhatás csökkenti a kések szétfeszítését. Hátránya: egy vágókésen csak 2 él alakítható ki. 84-85°-os élszög alkalmazása 2.1.5.c. ábra Előnye: - csökken a kés lemezbe hatolása során fellépő működő erő - kisebb lesz a vágórésbe való befordulási hajlam - az ékhatás csökkenti a kések szétfeszítését. Hátránya: - egy vágókésen csak 2 él alakítható ki ezzel a geometriával.
8
