Politechnika Warszawska, Wydział Transportu

Zakład Podstaw Budowy Urządzeń Transportowych

Podstawy Budowy Maszyn I

Rok akademicki 2011/2012

Nazwisko i imię	Grupa/ podgrupa	Ocena
Gruszczyński Jakub	T3/A

Ćwiczenie nr 3

Temat: Obróbka plastyczna

Data wykonania ćwiczenia	Data oddania sprawozdania
10.05.2012 24.05.2012	31.05.2012

1. Dane wejściowe:

Dane:	Obliczenia:	Wyniki:
Wykrawanie:
Obliczam wymaganą średnicę krążka wyjściowego Dkr :
h = 274 mm r = 4,9 mm g = 0,8 mm d = 58 mm	$$D_{\text{kr}} = \sqrt{{(d_{0})}^{2} + 4d\left( h_{0} + h^{'} \right) + 2\pi d_{0}r_{0} + 8{{(r}_{0})}^{2}}$$ h0 = h − r − g = 274 − 3, 8 − 0, 7 = 268, 3mm d0 = d − g − 2r = 55 − 0, 7 − 2 * 3, 8 = 47, 4mm r0 = r + 0, 5g = 3, 8 + 0, 5 * 0, 7 = 5, 3mm h^′ = 5%*h = 5%*274 = 13, 7mm $$D_{\text{kr}} = \sqrt{{(47,4)}^{2} + 4*58\left( 268,3 + 13,7 \right) + 2*\pi*47,4*5,3 + 8*{(5,3)}^{2}} = \sqrt{2246,76 + 65424 + 1577,6616 + 224,72} = 263,58\text{\ mm}$$	h0 = 268,3 mm d0 = 47,4 mm r0 = 5,3 mm h’ = 13,7 mm Dkr = 263,58 mm
Obliczam siłę niezbędną do wycięcia krążka z blachy:
k = 1,3 Dkr = 263,58 mm g = 0,8 mm Rt=220 MN/m^2	Pwykr = k * π * Dkr * g * Rt Pwykr = 1, 3 * π * 63, 58 * 0, 8 * 220 = 189364, 3N	Pwykr = 189364,3 N
Obliczam współczynnik m1gr :
g = 0,8 mm Dkr = 263,58 mm	$$\frac{g}{D_{\text{kr}}}*100\% = \frac{0,8}{263,58}*100\% = 0,3$$ Parametr mieści się w zakresie parametrów zestawionych w tablicy nr 2. Z rysunku 3 odczytałam: m1gr = 0,58	m1gr = 0,58
Obliczam współczynnik m1obl :
	Obliczam współczynnik m1obl przez wstawienie podstawienie moich danych do tablicy 3. Dobieram współczynnik bezpieczeństwa k = 0,9 k 1 0,9 0,86 m 0,58 x 0,63 $\frac{14\ j}{10\ j} = \frac{5j}{x}$ x=3,57 $m_{1obl} = m_{1gr\ } + \frac{x}{100}\ $= 0,58+0,0357=0,6157≈0,62 m1obl=m1=0,62	m1=0,62
Wytłaczanie:
εCdop=60% m1 = 0,62 Dkr = 263,58 mm r = 4,9 mm r0 = 5,3 mm g = 0,8 mm q=2,5 k = 0,9 Rm=575 MPa	Obliczam odkształcenia po operacji wytłaczania i sprawdzam czy nie są większe od dopuszczalnych: ε1 = (1−m1) * 100%≤εCdop ε1 = 38%≤60% Obliczam średnicę wytłaczania d1: d1 = m1 * Dkr d1 = 0, 62 * 263, 58 = 163, 42 mm Obliczam wysokość wytłoczki h1 po operacji wytłaczania: $$h_{01} + h^{'} = \frac{{D_{\text{kr}}}^{2} - {d_{01}}^{2} - 2*\pi*d_{01}*r_{0} - 8\left( r_{0} \right)^{2}}{4*d_{1}}$$ d01 = d1 − 2r − g = 163, 42 − 2 * 4, 9 − 0, 8 = 152, 82 $$h_{01} + h^{'} = \frac{{(263,58\ )}^{2} - \left( 152,82 \right)^{2} - 2*3,14*152,82*5,3 - 8\left( 5,3\ \right)^{2}}{4*163,42\ } = \frac{69474,416 - 23353,952 - 5086,4608 - 224,72}{653,68} = \frac{40809,284}{653,68} = 62,430063 \approx 62,43$$ h1 = h01 + h^′ + g + r = 62, 43 + 5, 7 = 68, 13 mm Sprawdzam konieczność zastosowania dociskacza: g < 0,015 * Dkr 0,7 < 0,015 * 263,58 = 3,95 – dociskacz potrzebny Obliczam siłę docisku: $$P_{\text{doc}} = \frac{\pi}{4}\left\lbrack {D_{\text{kr}}}^{2} - {(d_{m1} + 2r_{m})}^{2} \right\rbrack*q$$ Dobieram z tablicy 5 nacisk jednostkowy q; rm = 7 * g = 7 * 0, 8 = 5, 6 dm1 = d1 + g = 163, 42  + 0, 8 = 164, 22  $$P_{\text{doc}} = \frac{3,14}{4}\left\lbrack \left( 263,58\ \right)^{2} - \left( 164,22 + 2*5,6 \right)^{2} \right\rbrack*2,5 = 1,96*\left( 69474,416 - 30772,176 \right) = 1,96*38702,24 = 75856,39\text{\ N}$$ Obliczam siłę wytłaczania: Pwyt = k * π * d1 * g * Rm Pwyt = 0, 9 * 3, 14 * 163, 42 * 0, 8 * 575 = 212439, 45 N	d1 = 163,42 mm h1= 68,13 mm Pdoc= 75856,39 N Pwyt= 212439,45 N
Przetłaczanie I :
m1=0,62 εCdop=60% d1 = 163,42 mm Dkr = 263,58 mm r = 4,9 mm r0 = 5,3 mm g = 0,8 mm q=2,5 rm=5,6	Z rysunku nr 5 odczytuję wartość współczynnika przetłaczania m2: m2 = 0,79 Obliczam odkształcenia po operacji przetłaczania i porównuję je z dopuszczalnymi: ε2 = (1−m1m2) * 100%≤εCdop ε2 = 49%≤60% Obliczam średnicę przetłaczania d2: d2 = m2 * d1 d2 = 0, 79 * 163, 42 = 129, 10 mm Obliczam wysokość wytłoczki h2 po operacji przetłaczania: $$h_{02} + h^{'} = \frac{{D_{\text{kr}}}^{2} - {d_{02}}^{2} - 2*\pi*d_{02}*r_{0} - 8\left( r_{0} \right)^{2}}{4*d_{2}}$$ d02 = d2 − 2r − g = 129, 10 − 2 * 4, 9 − 0, 8 = 118, 5 $$h_{02} + h^{'} = \frac{{(263,58\ )}^{2} - \left( 118,5 \right)^{2} - 2*3,14*118,5*5,3 - 8\left( 5,3\ \right)^{2}}{4*129,1} = \frac{69474,416 - 14042,25 - 3944,154 - 224,72}{516,4} = \frac{51263,292}{516,4} = 99,270511 \approx 99,27$$ h2 = h02 + h^′ + g + r = 99, 27 + 5, 7 = 104, 97 mm Sprawdzam konieczność zastosowania dociskacza: g < 0,015 * d1 0,7 < 0,015 * 163,42 = 2,45 – dociskacz potrzebny Obliczam siłę docisku: $$P_{\text{doc}} = \frac{\pi}{4}\left\lbrack {(d_{1} - g)}^{2} - {(d_{2} + g + 2r_{m})}^{2} \right\rbrack*q$$ $$P_{\text{doc}} = \frac{3,14}{4}\left\lbrack \left( 163,42\ - 0,8\ \right)^{2} - \left( 129,10 + 0,8 + 2*5,6 \right)^{2} \right\rbrack*2,5 = 1,96*\left( 26445,264 - 19909,21 \right) = 1,96*6536,054 = 12810,67\text{\ N}$$	m2 = 0,79 d2 = 129,10 mm h2 = 104,97 mm Pdoc= 12810,67 N
Przetłaczanie II :
m1=0,62 m2 = 0,79 εCdop=60% d2 = 129,10 mm Dkr = 263,58 mm r = 4,9 mm r0 = 5,3 mm g = 0,8 mm q=2,5 rm=5,6	Z rysunku nr 5 odczytuję wartość współczynnika przetłaczania m3: m3 = 0,81 Obliczam odkształcenia po operacji przetłaczania i porównuję je z dopuszczalnymi: ε3 = (1−m1m2m3) * 100%≤εCdop ε3 = 60%≥60% Obliczam średnicę przetłaczania d3: d3 = m3 * d2 d3 = 0, 81 * 129, 1 = 104, 57 mm Obliczam wysokość wytłoczki h3 po operacji przetłaczania: $$h_{03} + h^{'} = \frac{{D_{\text{kr}}}^{2} - {d_{03}}^{2} - 2*\pi*d_{03}*r_{0} - 8\left( r_{0} \right)^{2}}{4*d_{3}}$$ d03 = d3 − 2r − g = 104, 57  − 2 * 4, 9 − 0, 8 = 93, 97 $$h_{03} + h^{'} = \frac{{(263,58\ )}^{2} - \left( 93,97 \right)^{2} - 2*3,14*93,97*5,3 - 8\left( 5,3\ \right)^{2}}{4*104,57} = \frac{69474,416 - 8830,3609 - 3127,6974 - 224,72}{418,28} = \frac{57291,639}{418,28} = 136,96958 \approx 136,97$$ h3 = h03 + h^′ + g + r = 136, 97 + 5, 7 = 142, 67 mm Sprawdzam konieczność zastosowania dociskacza: g < 0,015 * d2 0,7 < 0,015 * 129,1 = 1,94– dociskacz potrzebny Obliczam siłę docisku: $$P_{\text{doc}} = \frac{\pi}{4}\left\lbrack {(d_{2} - g)}^{2} - {(d_{3} + g + 2r_{m})}^{2} \right\rbrack*q$$ $$P_{\text{doc}} = \frac{3,14}{4}\left\lbrack \left( 129,1 - 0,8\ \right)^{2} - \left( 104,57\text{\ \ } + 0,8 + 2*5,6 \right)^{2} \right\rbrack*2,5 = 1,96*\left( 16460,89 - 13588,564 \right) = 1,96*2872,326 = 5629,76\text{\ N}$$	m3 = 0,81 d3 = 104,57 m h3 = 142,67 mm Pdoc= 5629,76 N
Przetłaczanie III :
m1=0,62 m2 = 0,79 m3 = 0,81 εCdop=60% d3 = 104,57 m `	Z rysunku nr 5 odczytuję wartość współczynnika przetłaczania m4: m4 = 0,83 Obliczam odkształcenia po operacji przetłaczania i porównuję je z dopuszczalnymi: ε4 = (1−m1m2m3m4) * 100%≤εCdop ε4 = 67%≥60% Wartość dopuszczalna 60% została przekroczona. Operacja przetłaczania nie może być wykonana, przeprowadzam wyżarzanie rekrystalizujące. Przyjmuję, że m4 ma wartość m2 = 0,79 ε4 = (1−m4) * 100%≤εCdop ε2 = 21%≤60% Obliczam średnicę przetłaczania d4: d4 = m4 * d3 d4 = 0, 79 * 104, 57  = 82, 61 mm Obliczam wysokość wytłoczki h4 po operacji przetłaczania: $$h_{04} + h^{'} = \frac{{D_{\text{kr}}}^{2} - {d_{04}}^{2} - 2*\pi*d_{04}*r_{0} - 8\left( r_{0} \right)^{2}}{4*d_{4}}$$ d04 = d4 − 2r − g = 82, 61 − 2 * 4, 9 − 0, 8 = 72, 01 $$h_{04} + h^{'} = \frac{{(263,58\ )}^{2} - \left( 72,01 \right)^{2} - 2*3,14*72,01*5,3 - 8\left( 5,3\ \right)^{2}}{4*82,61} = \frac{69474,416 - 5185,4401 - 2396,7808 - 224,72}{330,44} = \frac{61667,476}{330,44} = 186,6223 \approx 186,62$$ h4 = h04 + h^′ + g + r = 186, 62 + 5, 7 = 192, 32 mm Sprawdzam konieczność zastosowania dociskacza: g < 0,015 * d3 0,7 < 0,015 * 142,67 = 2,14– dociskacz potrzebny Obliczam siłę docisku: $$P_{\text{doc}} = \frac{\pi}{4}\left\lbrack {(d_{3} - g)}^{2} - {(d_{4} + g + 2r_{m})}^{2} \right\rbrack*q$$ $$P_{\text{doc}} = \frac{3,14}{4}\left\lbrack \left( 104,57\ - 0,8\ \right)^{2} - \left( 82,61 + 0,8 + 2*5,6 \right)^{2} \right\rbrack*2,5 = 1,96*\left( 10768,212 - 8951,0521 \right) = 1,96*1817,16 = 3561,6336\text{\ N}$$	m4 = 0,83 m4 = 0,79 d4 = 82,61 mm h4 = 192,32 mm Pdoc= 3561,6336 N
Przetłaczanie IV :
m4 = 0,79 εCdop=60% d4 = 82,61 mm Dkr = 263,58 mm r = 4,9 mm r0 = 5,3 mm g = 0,8 mm	Współczynnika przetłaczania m5 przyjmuje wartość m3: m5 = m3= 0,81 Obliczam odkształcenia po operacji przetłaczania i porównuję je z dopuszczalnymi: ε5 = (1−m4m5) * 100%≤εCdop ε5 = 36%≤60% Obliczam średnicę przetłaczania d4: d5 = m5 * d4 d5 = 0, 81 * 82, 61  = 66, 91 mm Obliczam wysokość wytłoczki h5 po operacji przetłaczania: $$h_{05} + h^{'} = \frac{{D_{\text{kr}}}^{2} - {d_{05}}^{2} - 2*\pi*d_{05}*r_{0} - 8\left( r_{0} \right)^{2}}{4*d_{5}}$$ d05 = d5 − 2r − g = 66, 91   − 2 * 4, 9 − 0, 8 = 56, 31 $$h_{05} + h^{'} = \frac{\left( 263,58\ \right)^{2} - \left( 56,31 \right)^{2} - 2*3,14*56,31*5,3 - 8\left( 5,3\ \right)^{2}}{4*66,91\ } = \frac{69474,416 - 3170,8161 - 1874,222 - 224,72}{267,64} = \frac{64204,658}{267,64} = 239,89186 \approx 239,89$$ h5 = h05 + h^′ + g + r = 239, 89 + 5, 7 = 245, 59 mm Sprawdzam konieczność zastosowania dociskacza: g < 0,015 * d4 0,7 < 0,015 * 82,61 = 1,24 – dociskacz potrzebny Obliczam siłę docisku: $$P_{\text{doc}} = \frac{\pi}{4}\left\lbrack {(d_{4} - g)}^{2} - {(d_{5} + g + 2r_{m})}^{2} \right\rbrack*q$$ $$P_{\text{doc}} = \frac{3,14}{4}\left\lbrack \left( 82,61 - 0,8\ \right)^{2} - \left( 66,91\ + 0,8 + 2*5,6 \right)^{2} \right\rbrack*2,5 = 1,96*\left( 6692,8761 - 6226,7881 \right) = 1,96*466,088 = 913,53\text{\ N}$$	m5 = 0,81 d5 = 66,91 mm h5 = 245,59 mm Pdoc= 913,53 N
Przetłaczanie V :
m4 = 0,79 m5 = 0,81 εCdop=60% d5 = 66,91mm	Z rysunku nr 5 odczytuję wartość współczynnika przetłaczania m6: m6 = 0,83 Obliczam odkształcenia po operacji przetłaczania i porównuję je z dopuszczalnymi: ε6 = (1−m4m5m6) * 100%≤εCdop ε6 = 47%≤60% Obliczam średnicę przetłaczania d4: d6 = m6 * d5 d6 = 0, 83 * 66, 91  = 55, 54 mm Operacja nie może zostać wykonana, ponieważ średnica wytłoczki d6 byłaby mniejsza od zadanej d = 58 mm. Przeprowadzam więc operację dotłaczania.
Dotłaczanie:
d = 58 mm Dkr = 263,58 mm m1=0,62 m2 = 0,79 m3 = 0,81 m4 = 0,79 m5 = 0,81 d5 = 66,91mm εCdop=70% Dkr = 263,58 mm r = 4,9 mm r0 = 5,3 mm g = 0,8 mm	Obliczam współczynnik dotłaczania: $$m_{6} = \frac{m_{c}}{m_{1}m_{2}m_{3}m_{4}m_{5}}$$ $$m_{6} = \frac{d}{D_{\text{kr}}} = \frac{58}{263,58} = 0,220047$$ $$m_{6} = \frac{0,220047}{0,62*0,79*0,81*0,79*0,81} = \frac{0,220047}{0,253872646} = 0,8667615 \approx 0,87$$ Obliczam średnicę dotłaczania: d6 = m6d5 d6 = 0, 87 * 66, 91 = 58, 2117 ≈ 58 = d Obliczam odkształcenia po operacji dotłaczania: ε6 = (1−m1m2m3m4m5m6) * 100%≤εCdop ε6 = 65, 6%≤70% Obliczam wysokość wytłoczki h6: $$h_{06} + h^{'} = \frac{{D_{\text{kr}}}^{2} - {d_{06}}^{2} - 2*\pi*d_{06}*r_{0} - 8\left( r_{0} \right)^{2}}{4*d_{6}}$$ d06 = d6 − 2r − g = 58 − 2 * 4, 9 − 0, 8 = 47, 4 $$h_{06} + h^{'} = \frac{{(263,58\ )}^{2} - \left( 47,4 \right)^{2} - 2*3,14*47,4*5,3 - 8\left( 5,3\ \right)^{2}}{4*58} = \frac{69474,416 - 2246,76 - 1577,6616 - 224,72}{232} = \frac{65425,275}{232} = 282,00449 \approx 282$$ h6 = h06 + h^′ + g + r = 282 + 5, 7 = 287, 7 mm	m6 = 0,87 d6 = d = 58 mm h6 = 287,7 mm
Okrawanie:
h’ = 13,7 mm	h = h6 − h′ h = 287, 7 − 13, 7 = 274 mm	h = 274 mm

1. Zestawienie parametrów procesu:

Lp.	Nazwa operacji	mn	εn [%]	dn [mm]	hn [mm]	Pwyt [N]	Pdoc [N]
0	Wykrawanie	m1gr = 0,58		263,58	0,8	189364,3
1	Wytłaczanie	m1obl = 0,62	38	163,42	68,13	212439,45	75856,39
2	Przetłaczanie I	m2 = 0,79	49	129,1	104,97	empirycznie	12810,67
3	Przetłaczanie II	m3 = 0,81	60	104,57	142,67	empirycznie	5629,76
4	Przetłaczanie III	m4 = 0,79	21	82,61	192,32	empirycznie	3561,6336
5	Przetłaczanie IV	m5 = 0,81	36	66,91	245,59	empirycznie	913,53
6	Dotłaczanie	m6 = 0,84	47	58	287,7	empirycznie
7	Okrawanie			58	274

1. Zwymiarowany zbiorczy rysunek elementów po poszczególnych operacjach: