Politechnika Lubelska

Wydział Mechaniczny

Katedra Komputerowego Modelowania i Technologii Obróbki Plastycznej

Laboratorium Podstaw Obróbki Plastycznej

Ćwiczenie IV

„Wytłaczanie”

Transport IIIr. GL04

Paweł Mielnik

Dominik Mroczkowski

Krzysztof Panasiuk

Sebastian Poliszuk

1. Wstęp teoretyczny

Przekształcanie płaskiego kawałka blachy w wytłoczkę o powierzchni nierozwijalnej odbywa się najczęściej za pomocą operacji wytłaczania. W przypadku wytłaczania cienkich blach przyjmuje się najczęściej, że proces ten przebiega w płaskim stanie naprężeń. Naprężenia powodujące odkształcenie blach mogą mieć różne znaki w poszczególnych obszarach wytłoczki np. ciągnienie kołnierza oraz rozciąganie dna wytłoczki, jak to miało miejsce w badanej przez nas wytłoczce.

2.Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z procesem wytłaczania oraz obliczenie maksymalnej siły wytłaczania dla poszczególnych próbek.

3. Przebieg ćwiczenia

- zapoznanie się z badanymi próbkami (wymiary i materiał próbek)

- obliczanie sił potrzebnych do wytłoczenia poszczególnych próbek

- zapoznanie się ze stanowiskiem do wykonania ćwiczenia

- wytłaczanie próbek i pomiar sił wytłaczania

- analiza wyników

Próbki wykonane z blachy stalowej St35, R_m=450MPa

	I próbka	II próbka	III próbka	Stempel
Grubość/Długość	Gr=0.9mm	Gr=0,4mm	Gr=1mm	Dł=94,5mm
Średnica	D=50mm	D=50mm	D=50mm	d=26,5mm
Siła	F=13,3kN	F=9,4kN	F=17,8kN

Każda z próbek zostaje umieszczona w tłoczniku, następnie dociążana jest przy pomocy stempla na prasie hydraulicznej (wyposażonej w elektroniczny tensometr do pomiaru siły tłoczenia), do momentu osiągnięcia siły wystarczającej do wytłoczenia próbki. Po osiągnięciu tej siły, wartość obciążenia zmniejsza się, aż do momentu całkowitego wytłoczenia, co zostaje „oznajmione” przez krótki i głośny „strzał”.

Rys.1 Tłocznik do wytłaczania

Wytłoczka I Wytłoczka II (z widocznym pofałdowaniem kołnierza)

Wytłoczka III

W próbce II wystąpiło pofałdowanie kołnierza, co jest spowodowane zbyt małą grubością krążka w porównaniu do jego średnicy.

Próbka I i III obrazuje anizotropię właściwości materiału próbki powodującą fałdowanie brzegów wytłoczek.

4. Obliczenia

Maksymalną siłę wytłaczania F_k^max wyznaczamy ze wzoru:

F=k*π*d*g*R_m gdzie:

d- średnica wytłoczki (liczona w środku grubości ścianek),

g- początkowa grubość,

R_m- wytrzymałość na rozciąganie kształtowanej blachy,

k- współczynnik zależny od wartości m=d/D; g/D*100%

Wartość współczynnika k :

m=d/D=27/50=0,56

g/D*100%=0,9/50*100=1,8≈2

Dla tych wartości współczynnik k=0,75

Obliczenia teoretycznych sił maksymalnych:

F_1,max=0,75*3,14*27*0,9*450=25751,9 [N]=25,75 [kN]

F_2,max=1*3,14*26,8*0,4*450=15147,4 [N]=15,15 [kN]

F_3,max=0,75*3,14*28*1*450=29673 [N]=29,67 [kN]

Lp.	Siła teoretyczna (obliczona) [kN]	Siła rzeczywista (zmierzona) [kN]
1.	25,75	13,3
2.	15,15	9,4
3.	29,67	17,8

5. Wnioski

Siły teoretyczne różnią się od rzeczywistych otrzymanych w procesie wytłaczania. Są one proporcjonalne do grubości próbek.

Podczas wytłaczania powstają w wytłoczkach wady taki jak: pofałdowania na brzegach lub na powierzchniach bocznych, rysy itp., co może być spowodowane właściwościami struktury materiałów i wymiarami próbek.