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: Lemezvastagság: Al99,5 2mm 1. ábra Anyag kihozatali számítások: A munkadarab területének meghatározása: 1
1. Sávtervek készítése 1. megoldás Fekvő elrendezés: a, Szalagra Előre tolás: 2. ábra Első sávterv 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
a, Szalagra: 3. ábra Második sávterv 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 A lemez anyaga: Al99,5fk Egy löket alatt vágott kerület meghatározása: val =0,6 0,8Rm=0,7*98,0MPa=68,6MPa A kivágás erőszükséglete: Munkaszükséglet meghatározása: ahol: c- állandó c=0,4 0,6 választva: c=0,5 F kiv - 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 N 10mm =2000N x F*x y F*y 1 31,42 4 745,36 23,73 24,61 116783,4 31 147106,2 2 30 4 530,90 22,65 45,49 206110,6 31 140457,9 3 62,83 9 489,21 47,45 95,12 902614,1 31 294165,7 2 4 18 718,54 13,59 110,74 301051,1 11 29903,94 6 2 302,06 1,51 121,47 36691,23 10 3020,6 8 18,85 2 846,92 14,23 127,47 362896,3 6,45 18362,6 2 10 14 114,42 10,57 133,47 282211,6 16 33830,72 12 18 2 718,54 13,59 142,47 387310,4 23 62526,42 14 25,13 3 795,38 18,98 154,86 587753,2 31 117656,9 13 18 2 718,54 13,59 142,47 387310,4 39 106023,1 11 14 2 114,42 10,57 133,47 282211,6 46 97263,32 9 18,85 2 846,92 14,23 127,47 362896,3 55,55 158146,2 7 2 302,06 1,51 121,47 36691,23 52 15707,12 5 18 2 718,54 13,59 110,74 301051,1 51 138645,5 43 291,08 961,81 219,81 4553583 1362816 Xs= 103,5804 Ys= 31 12
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 10 4 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. Tűrésezés kivágásra. Az alábbi méretek készülnek kivágással: 9. ábra Kivágásra tűrésezett méretek Méret IT fokozat Tűrés Méret [mm] Tm 76 12 300 76±0,15 40 12 250 40±0,125 56 12 300 56±0,15 16 12 180 16±0,09 12 12 180 12±0,09 16
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 AH m T v T b AH v FH v FH b AH b 76 76-0,15 0,030 0,019 75,85 76,15 75,745 75,726 40 40-0,125 0,025 0,016 39,875 39,9 39,77 39,754 56 56-0,15 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 12 12-0,09 0,018 0,011 11,91 12,928 11,805 11,794 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 Tűrés IT fokozat Tűrés Tm Tb IT6 Tv IT7 10mm M 10 70 0,009 0,015 Méret 5mm M 10 48 0,008 0,012 18
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 mód. Egyszerűbb szerszámokban használatos 2mm lemezvastagságig. 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