Politechnika Lubelska Rok akademicki 2003/2004
Wydział: Mechaniczny
Specjalność: Samochody i ciągniki
Rok studiów: drugi, grupa: MD 104.1d
Rok akademicki 2003/2004
Imiona i nazwiska: Wójtowicz Łukasz
Wójcik Ernest
Wojciechowski Łukasz
Ćwiczenie nr 1
Temat: Badanie parametrów technologicznych procesu wykrawania
Data oddania: 23.03.2004
Ocena:
Cel ćwiczenia :
Celem ćwiczenia jest: określenie wpływu parametrów technologicznych na przebieg procesu wykrawania, jakość wyrobów wykrawanych oraz wygląd powierzchni przecięcia.
Wstęp teoretyczny:
Pękanie metali jest zawsze poprzedzone pewnymi odkształceniami plastycznymi, nawet wtedy gdy obciążone elementy pękają w zakresie sprężystym, w najbliższym sąsiedztwie przełomu występuje odkształcenie plastyczne
Cięcie jest metodą kształtowania przedmiotu polegające na oddzieleniu jednej części materiału od drugiej. Oddzieleniu takiemu towarzyszy więc znaczne odkształcenia plastyczne, które doprowadzają do naruszenia spójności materiału.
Istnieje szereg metod cięcia zależnych tak od rodzaju materiału jak i kształtu wykrawanego przedmiotu. W celu przecięcia materiału w żądanym przekroju trzeba doprowadzić w tym miejscu do odpowiedniej koncentracji naprężeń. Koncentrację taką najłatwiej uzyskać przez wywarcie na materiał odpowiedniego nacisku za pośrednictwem dwóch elementów tnących i takie cięcie jest najczęściej stosowaną metodą dzielenia materiału w procesach obróbki plastycznej.
Proces cięcia za pomocą dwu elementów tnących można podzielić na szereg charakterystycznych faz.
Wszystkie fazy cięcia mogą wystąpić tylko przy cięciu blach wzdłuż linii zamkniętej i dla materiałów o dobrych właściwościach plastycznych. Mogą wystąpić następujące fazy:
1. Odkształceń sprężystych
2. Odkształceń sprężysto- plastycznych
3. Plastycznego płynięcia
4. Pękanie
5. Całkowitego oddzielenia wyciętego przedmiotu od blachy.
Występowanie 4-tej fazy procesu zależy głównie od własności materiału, a 5-tej fazy od wartości luzu przy wycinaniu.
Silę potrzebną do przecięcia materiału przy cięciu narzędziem o równoległych krawędziach tnących wyznaczamy ze wzoru:
gdzie:
Pmax - wytrzymałość materiału na cięcie
1 - długość linii cięcia
g - grubość materiału ciętego
Rt - wytrzymałość na ścinanie ciętego materiału
Przebieg ćwiczenia:
1. Praktyczne zapoznanie się z budową i działaniem wykrojników.
2. Ustalenie luzu normalnego i optymalnego dla cięcia materiałów użytych do ćwiczenia:
Do ćwiczenia została użyta próbka w postaci płaskownika ze stali St3 o grubości g=6mm,Rt=350Mpa.
3. Dobranie stempli ( według luzu zadanego przez prowadzącego).
Dobieramy następujące stemple o średnicach:
I - 29,50 mm
II - 30,50 mm
III - 30,70 mm
Średnica płyty tnącej wynosi 3l mm Długość wykrawania:
l1 = 92,67 mm
l2 = 95,81 mm
l3 = 96,44 mm
4. Obliczenie siły. Pmax=l×Rt×k l*g*Rt*k
k=( 1,1-1,2) - współczynnik stępienia
Przyjąłem: k = 1,2
Pmax1=l1×g×Rt×k=92,64×6×350×1,2=233,45kN
P m a x2 = l 2 ×g × Rt× k = 95,81×6×350×1,2=241,44kN
P m a x2 = l 3 ×g × Rt × k = 96,44×6×350×1,2=243,92kN
5.Obliczanie pracy wykonanej prze siłę P.
L=l×Pmax×g
I. Pole ograniczoną krzywą siły.
D1=2220mm2
D2=3040mm2
D3=3880mm2
II. Pole prostokąta opisanego na tej krzywej.
D1’=3978mm2
D2’=6272mm2
D3’=9108mm2
l1=0,55
l2=0,48
l3=0,42
Obliczenia l i pracy L.
L1=0,55×233,45×6=770,3J
L2=0,48×241,44×6=695,3J
L3=0,42×243,92×6=614,6J
6.Praktyczne wykrawanie na wykrojniku - z rejestracją siły cięcia.
Rejestracja siły cięcia widoczna jest na wykresach sił cięcia.
7.Analiza wyników, wnioski.
Wyniki siły cięcia odczytane ze wskazań zegara na urządzeniu:
P1 = 190 kN
P2 = 208 kN
P3 = 212 kN
W zależności od rzeczywistego luzu istniejącego między krawędziami tnącymi wygląd powierzchni przecięcia może być różny.
Próbka I:
Próbka ta była cięta przy założeniu luzu optymalnego ze względu na pękanie czyli tak dobranego , że pęknięcia rozchodzą się od obu krawędzi tnących i spotykają się ze sobą tworząc jedną powierzchnię w kształcie litery „S". Po analizie krawędzi krążka numer jeden wnioskujemy, że był on wykrawany z luzem optymalnym. Jego dolna krawędź zawiera jeden mały zadzior, w górnej części próbki widzimy błyszczący pasek a pod nim pasek o matowej powierzchni złomu. Stwierdziliśmy lekkie pochylenie powierzchni pęknięcia.
Próbka II:
Próbka numer dwa wykrawana była z zastosowaniem luzu mniejszego od optymalnego (noszącego nazwę luzu normalnego). Na próbce zaobserwowaliśmy na powierzchni przecięcia błyszczący pasek lekki ledwo widoczny zadzior.
Próbka III:
Wykrawana była z luzem mniejszym od optymalnego. Zaobserwowaliśmy na powierzchni przecięcia dwa błyszczące paski rozdzielone strefą o matowej powierzchni złomu. Na próbce są małe zadziory, praktycznie nie zauważalne.
Wnioski:
W wyniku użycia różnych średnic stempli (różne wielkości luzu) uzyskaliśmy trzy próbki o rożnych powierzchniach przecięcia. W próbce numer jeden wykrawanej z luzem optymalnym, na powierzchni przecięcia zauważalny jest stosunkowo wąski pasek błyszczący. Podczas wykrawania słychać było strzał, co jest charakterystyczne dla wykrawania z luzem optymalnym. W próbce drugiej stwierdziliśmy, że była ona wykrawana z luzem normalnym. Wartość luzu optymalnego zależy od rodzaju materiału i grubości materiału. Wraz ze zmniejszaniem luzu wzrasta siła, i to o dość znaczną wartość. ...
simonsaid