UNIVERZITET U ISTOČNOM SARAJEVUMAŠINSKI FAKULTET

Predmet: ALATI I PRIBORI

Drugi grafički zadatak

Konstrukcija alata za dijelove od lima

Predmetni nastavnik: Student:Prof. dr Tanović Ljubodrag Samardžija Dejan Predmetni asistent: Broj indeksa: Trifković Spasoje 44/10

1.Određivanje koeficijenta maksimalnog iskorišćenja materijala-trake

Stepen iskorištenja materijala predstavlja odnos između površine materijala A0 i površine trake potrebne za izradu jednog dijela A1 ili površine ukupnog broja dijelova koji se izrade od jedne trake i površine jedne trake.

η = A0

A1· 100 %

η = A0 · iB · t

· 100 %

η = A0 · NB · L

· 100 %

A0 – efektivna površina dijela

A1–površina trake potrebna za jedan dio

B – širina trake

t – korak trake

i – broj redova na traci

N – broj dijelova dobijenih iz trake

L – dužina trake

Otpaci mogu biti konstrukcijski i tehnološki. Prvi otpadak je usljed probijanja otvora na dijelu, a drugi radi dodataka konture na dijelu.

1

1.1 Dimenzionisanje trake

Varijanta A

Veličine m i n usvojene su iz tabele 3 Tabla lima je 1000x2000x2 [mm]

n = 3 [mm] m = 2.5 [mm] b = 55.8 [mm] c = 2.5 [mm] B = 30.52 [mm]

2

Varijanta B

Veličine m i n usvojene su iz tabele 3 Tabla lima je 1000x2000x2 [mm]

n = 2.5 [mm] m = 2 [mm] b = 21.78 [mm] c = 2.5 [mm] B = 62.33 [mm]

3

VarijantaC

Veličine m i n usvojene su iz tabele 3 Tabla lima je 1000x2000x2 [mm]

n = 2.5 [mm] m = 2 [mm] b = 21.78 [mm] c = 2.5 [mm] B = 62.33 [mm]

4

VarijantaD

Veličine m i n usvojene suiz tabele 3 Tabla lima je 1000x2000x2 [mm]

n = 3 [mm] m = 2.5 [mm] b = 55.8 [mm] c = 2.5 [mm] B = 30.52 [mm]

Površina radnog dijela proračunata uz pomoć programa Autocad iznosi 841 [mm2], a broj radnih komada dat je u tabeli.

Varijanta A B C DBroj traka na tabli 32 16 32 65Broj komada na traci 34 91 45 17Broj komada na tabli 1088 1456 1440 1105

Na osnovu dobijenih rezultata usvajam varijantu B, čiji je stepen iskorišćenja

η = A0 · NB · L

· 100 % = 841·14562000·1000

· 100 % = 61.12 %

5

2.Određivanje maksimalne sile i izbor mašine

Sila prosijecanja ili probijanja se proračunava u zavisnosti od mehaničkih karakteristika materijala i presjeka površine razdvajanja.

Obim konture prosjecanja Oprosjecanja = 135.85 [mm] Obim konture probijanja Oprobijanja = 56.54 [mm] Dužina prosjecanja koračnog noža Lkn = 24.28 [mm] Ukupna dužina linije smicanja

Lukupno = Oprosjecanja + Oprobijanja + Lkn = 135.85 + 56.54 + 24.28 Lukupno = 216.67 [mm]

Smicajna čvrstoća za čelik Č.0146 τm = 300 [ Nmm2 ]

Faktor koji uzima u obzir povećanje sile probijanja usljed zatupljena alata k=1.25

Fmax = k · Lukupno· s · τm = 1.25 · 216.67 · 2 · 300 = 162 502.5 [N]

Usvjam ekscentar presu EP 250, sljedećih karakteristika: Maksimalna sila 250 [kN] Broj hodova 180 [hod/min] Veličina hoda 4÷40 [mm] Dužina radnog stola 280 [mm] Širini radnog stola 220 [mm] Prečnik otvora za rukavac 20 [mm] Prečnik otvora u radnom stolu 70 [mm]

6

3.Određivanje težišta konture (analitički i grafički)

Težište alata se nalazi navertikalnoj osi koja prolazi kroz napadnu tačku rezultantne sile prosjecanja (probijanja) i poklapa se sa osom rukavca. Određuje se računskim i grafičkim putem, primjenom poznatih postupaka iz mehanike (metoda momenta sile i verižnog poligona).

Da bi se mogao odrediti raspored kontura u alatu potrebno je usvojiti tip alata. Odabran je višeoperacijski kombinovani alat kod kojeg se elementarne operacije obrade probijanje i prosjecanje obavljaju paralelno

3.1.Analitički metod određivanja težišta konture

Postupak:

1. Postavljamo proizvoljni koordinatni sistem sa osama X i Y.2. Konturu dijela raščlanimo na elementarne dijelove i odredim onjihova

težišta.3. Zatim primjenimo obrazce za određivanje koordinata težišta računskim

putem.

7

Element Li Yi Li·Yi1 28.27 0 02 28.27 0 03 28.27 -1.85 -52.294 28.27 -1.85 -52.295 29.85 -7.88 -235.26 48.69 7.72 375.87 21.78 2.9 63.168 2.5 -7.98 -19.95Σ 215.9 79.23

Element Li Yi Li·Yi1 28.27 -18.75 -530.062 28.27 18.75 530.063 28.27 -22.21 -627.874 28.27 22.21 627.875 29.85 0 06 48.69 0 07 21.78 30.1 655.58 2.5 31.35 78.37Σ 215.9 733.87

Yc= Σ Y i· liΣli = 79.23

215.9 = 0.36 [mm] Xc= Σ X i· liΣ li = 733.87

215.9 = 3.4 [mm]

3.2.Grafički metod određivanja težišta konture

Postupak:

1. Konturu dijela raščlanimo na elementarne dijelove i odredimo njihova težišta.

2. Iz težišta se povuku prave paralelne osama, a zatim se crtaju planovi dužina reza elementarnih dijelova. Krajev idužina se spajaju zracima sa proizvoljno izabranom tačkom.

3. Crtaju se verižni poligoni povlačenjem pravih paralelnih povučenim zracima koji presjecaju prave povučene iz težišta osa.

4. Kroz tačke presjeka prve i posljednje linije povlače se linije paralelne osama, a njihova tačka presjeka određuje težište.

8

Na sljedećim slikama su prikazani verižni poligoni, kao i prethodna slika u većoj razmjeri.

9

10

11

4.Projektovanje alata za probijanje i prosjecanje

Projektovanje i konstrukcijska razrada alata može se ostvariti u sljedeće četiri etape:

1. Izbor tipa alata i njegovih karakteristika sa utvrđivanjem učešća standardnih dijelova.

2. Izvođenje potrebnih proračuna.3. Izrada sklopnog crteža alata u potrebnom broju projekcija i presjeka.4. Konstrukcijska razrada alata, sa izradom radioničkih crteža dijelova alata.

Tip alata je odabran u prethodnom dijelu zadatka i radi se o višeoperacijskom kombinovanom alatu kod kojeg se elementarne operacije obrade, probijanje i prosjecanje ostvaruju redno.

Prije konstrukcione razrade alata potrebno je utvrditi klasu kvaliteta alata. S obzirom da se radi o nepokretnim dijelovima koji se izrađuju u serijskoj proizvodnji, možemo uzeti da je u pitanju srednja tačnost izrade, te ćemo koristi alat II klase, tj. alat sa stubnim vođenjem.

Dimenzije otvora su veće od debljine lima (9 ˃ 2) što znali da se mogu izraditi probijanjem.

Nakon izbora tipa alata i njegovih osnovnih karakteristika, moguće je preći na izbor osnovnih karakteristika i potrebne proračune glavnih elemenata alata.

4.1. Osnovna ploča

Vezivanje nepokretnog dijela alata za radni sto mašine izvodi se preko osnovne ploče koja se dimenzioniše u odnosu na reznu ploču i otvor na radnom stolu. Otvori u osnovnoj ploči (Dop) su veći za 1 ÷ 3 [mm] u odnosu na otvore u reznoj ploči (Do) radi lakšeg propadanja dijela ili otpatka

Lop = Lrp = 100 [mm]

Bop = Brp + (40 ÷ 70) [mm] = 110 + 70 = 180 [mm]

Hop = (1 ÷ 1.5) ∙ Hrp = (1 ÷ 1.5) ∙ 16 = 16 ÷ 24 [mm] = 20÷23 [mm]

12

4.2. Rezna ploča

Za najveću mjeru otvora b = 55 [mm] i debljinu lima s = 2 [mm] iz tabele 56 sljedi da je debljina rezne ploče:

Hrp = (0.22 ÷ 3.5) ∙ b = (0.22 ÷ 0.35) ∙ 55 = 12.1 ÷ 19.25 [mm]

Usvajam da je Hrp = 16 [mm]

Širina ploče:

Brp = b + (3 ÷ 4) ∙ Hrp = 55 + (3 ÷ 4) ∙ 16 = 103 ÷ 119 [mm]

Usvajam da je Brp = 110 [mm]

Dužina ploče Lrp = 100 [mm]

4.3. Držač rukavca

Hdr = (0.8 ÷ 1.2) ∙ Hrp = (0.8 ÷ 1.2) ∙ 16 = 12.8 ÷ 19.2 [mm] = 19.2 [mm]

Materijal je Č.0445

4.4. Nosač radnih dijelova

Hd = (0.6 ÷ 0.8) ∙ Hrp = (0.6 ÷ 0.8) ∙ 16 = 9.6 ÷ 12.8 [mm] = 11 [mm]

4.5. Međuploča

p = FA = 162502.5

2922.4 = 55.6 [ Nmm2 ]

A = d22 ∙ π4

+ D2∙ π4 = 112 ∙ π

4 + 602 ∙ π4 = 2922.4 [mm]

p < 250 [ Nmm2 ] pa sljedi da nam nije potrebna međuploča

13

4.6. Rukavac

Prečnik rukavca je u funkciji od sile prese i usvajamo ga prema standardu DIN 9856. On se postavlja u težište reznih ivica elemenata koje smo prethodno proračunali.

Na osnovu izabrane prese EP 250 imamo da je prečnik rukavca d1 = 20 [mm].

Materijal rukavca je Č.0545.

d1 = 20 [mm]

d3 = M16 x 1.5 [mm]

l1 = 40 [mm]

l2 = 3 [mm]

l3 = 18 [mm]

l4 = 12 [mm]

l5 = 58 [mm]

14

4.7. Vođica trake

Za debljinu trake 2 [mm] iz tabele 28 sljedi da je:

Visina vođice 8 [mm]

4.8. Koračni nož

Na osnovu koraka (t) koji se nalazi u granicama od 40 do 100 [mm] , mjere koračnognoža su:

b = 8 [mm]

f = 3 [mm]

4.9. Stubna vođica

Prečnik stuba biramo iz reda standardnih brojeva prema preporuci.

Usvajam da je d1 = 10 [mm] odnosno d2 = 11 [mm]

Za način vezivanja usvajam presovani sklop.

Materijal je Č.4830

Ostale dimenzije iz priloga prema standardu DIN 9825 :

l1 = l2 = 103 [mm]

4.10. Čaura za vođenje

Glatka sa naslonom.

Materijal čaure Č.4320

Sklop stuba za vođenje i čaure je H6/j5

15

d4 = 45 [mm]

4.10.Određivanje dimenzija i tolerancija radnih elemenata alata

Pošto dati dio nije po konstrukcionom crtežu tolerisan, može se računati sa tolerancijom izrade IT 11. Za klasu tačnosti dijela IT 11 klasa tačnosti alata je IT 8. Probojac se u odnosu na ploču za probijanje radi u kliznom spoju, u ovom slučaju H8/h7. Dimenzije radnih organa se računaju uzimanjem u obzir dozvoljenog odstupanja dimenzija dijela (Δ) i veličine zazora (z).Pri probijanju dimenzije probojca su jedneka najvećim dimenzijama otvora, a zazor se uzima na račun povećanja dimenzija otvora u prosjekaču

Zazor između prosjekača (probojca) i otvora u ploči za prosjecanje (probijanje)

Prepručena vrijednost zazora prema zabeli 57, za debljinu lima 2 [mm]

z = 0.09 ∙ 2 = 0.18 [mm]

Dimenzionisanje prosjekača (probojca) i otvora u ploči za prosjecanje (probijanje)

Probojac

Probojac izrađujemo prema standard DIN 9861, od brzoreznog čelika Č.6880. A dimenzije određujemo na osnovu preporučenih vrijednosti koju su prikazane na donoj slici.

16

d1 = 9 [mm]

d2 = 11 [mm]

l1 = 70 [mm]

k = 0.5 [mm]

Najveća mjera rupe koja se probija : dmax = d + Δ = 9 + 0.09 = 9.09 [mm]

Pa je onda prečnik probijača dpr = dmax = 9.09 [mm], a njegova tolerancija h7.

Prečnik otvora za probijanje na ploči : dM = dpr + z = 9.09 + 0.18 = 9.27 [mm], a njegova tolerancija H8.

Prosjekač

Najveći otvor dijela koji se prosjeca iznosi 55 [mm]. Materijal za izradu prosjekača je brzorezni čelik Č.6880.

17

Najmanja mjera konture koja se prosjeca : Dmin = D - Δ = 55 + 0.19 = 55.19 [mm]

Pa je prečnik otvora za prosjecanje na ploči : DM = Dmin = 55.19 [mm], a njegova tolerancija H8.

A prečnik prosjekača Dpr = DM – z = 55.19 – 0.18 = 55.01 [mm], a njegova tolerancija h7.

Provjera probojca i prosjekača na izvijanje

S obzirom da nemamo ploču za vođenje koristićemo sljedeći obrazac

lmax = √ π2 ∙ E ∙ Imin

4 ∙ Lukupno ∙ s ∙ τm

Ranije smo proračnunali maksimalnu silu:

Fmax = k · Lukupno· s · τm = 1.25 · 216.67 · 2 · 300 = 162 502.5 [N]

Probojac Imin = d4 ∙ π64

= 9.094 ∙ π64

= 335 [mm4]

lmax = √ π2 ∙210000 ∙3354 ∙ 216.67 ∙2 ∙300

= 36.54 [mm]

Pa usvjamo vrijednost l = 35 [mm]

Element Prečnik Dužina (Visina) TolerancijaProbojac 9.09 [mm] 35 [mm] h7

Otvor za probijanje 9.27 [mm] 16 [mm] H8Prosjekač 55.01 [mm] 35 [mm] h7

Otvor za prosjecanje 55.19 [mm] 16 [mm] H8

18

19