proizvodne tehnologije

Proizvodne tehnologije

U procesu oblikovanja sila i rad se sa maine za obradu preko alata prenose na radni predmet. Geometrijski oblik i dimenzije izratka obezbjeuje alat. A l a t i za obradu deformisanjem su sloeni i pri njihovom projektovanju treba pomiriti" zahtjeve rentabilnosti i funkcionalnosti. P r i konstrukciji alata treba prioritet dati jednostavnijim izvedbama, sa veim brojem standardnih elemenata. Na taj nain se smanjuje cijena alata. Jednostavnost u konstruktivnoj izvedbi alata ne smije ugroziti njegovu funkcionalnost i tanost u radu. Na Slici 1.2 prikazani su alati koji se koriste u tehnolokim postupcima obrade deformisanjem.

a. Alat za probijanje i prosijecanjeSlika 1.2

b. Alat za savijanje

Alati za obradu deformisanjem

Za obradu deformisanjem koriste se univerzalne i specijalne maine. Univerzalne maine se, uz upotrebu odgovarajuih alata, mogu koristiti za razliite procese obrade deformisanjem. U univerzalne maine spadaju: krivajne, hidrauline, frikcione prese, parni i vazduni ekii, itd. Specijalne maine se koriste samo za odreene operacije, npr. maine za savijanje cijevi, maine za valjanje navoja, itd. Na Slici 1.3 dat je izgled maina za obradu deformisanjem.

Slika 1.3

Maine za obradu deformisanjem


Zastupljenost u primjeni, prednosti u odnosu na obradu skidanjem strugotine, ekspanzija u razvoju maina za obradu i novih materijala najbolji su pokazatelji znaaja obrade deformisanjem, kao modernog vida prerade materijala. Prednosti ovog naina obrade mogu se definisati sa tehniko-tehnolokog i ekonomskog aspekta, i to: 1) Izrada proizvoda komplikovanog oblika ostvaruje se u jednom hodu maine za deformaciju. Izrada istih proizvoda na drugi nain i l i ne bi bila mogua i l i bi zahtjevala vie radnih operacija. 2) Postie se velika dimenzionalna tanost proizvoda uz uske izradne tolerancije. 3) Proizvodi imaju visoke mehanike karakteristike i relativno malu teinu. 4) Postie se znaajna uteda u potronji materijala i energije. 5) V i s o k stepen produktivnosti, stabilnosti i pouzdanosti u radu. 6) Maine za obradu su jednostavne za posluivanje, tako da za proizvodnju nije neophodna visokokvalifikovana radna snaga. 7) Ekonominost u uslovima serijske i masovne proizvodnje.

Pored navedenih prednosti, mogu se uoiti i ogranienja u primjeni kao to su: 1) Neekonominost u uslovima pojedinane i maloserijske proizvodnje. 2) V i s o k i investicioni trokovi prouzrokovani upotrebom skupih maina i ureaja za obradu. 3) Sloeni i komplikovani alati, ija je konstrukcija i izrada skupa.

1.1 Podruje obrade deformisanjemObrada deformisanjem je v i d obrade kod kojeg se materijal dovodi u stanje plastinog teenja, tj. optereuje iznad granice razvlaenja. Deformacija koja nastaje u materijalu je trajna. U k o l i k o se optereenje poveava u nekom momentu doi e do razdvajanja estica materijala. Podruje obrade deformisanjem sa stanovita deformacije m o e se podijeliti na: plastinu deformaciju i deformaciju do razaranja materijala.

4


Grafika interpretacija podruja obrade deformisanjem data je preko dijagrama istezanja za elastino-plastian materijal.

Slika 1.4

Dijagram

, = -0,5 0,446 = -0,223t r

29


3. T E H N O L O G I J E O B L I K O V A N J A L I M O V A3.1 Duboko izvlaenje

Duboko izvlaenje je tehnoloki postupak obrade deformisanjem kod koga se iz ravne ploe dobijaju posude razliitog oblika poprenog presjeka sa zatvorenim dnom. Duboko izvlaenje predstavlja jedan od najvanijih postupaka prerade lima i ima veoma iroko podruje primjene u: automobilskoj i avionskoj industriji ( dijelovi karoserije automobila, vrata, blatobrani, dijelovi tokova, itd.); elektronskoj industriji (razni dijelovi radio i tv aparata i si.); industriji aparata za domainstvo (dijelovi hladnjaka, tednjaka, itd.).

Na Slici 3.1 dati su primjeri proizvoda koji su u cjelini i l i su neki njihovi dijelovi izraeni dubokim izvlaenjem.

Slika 3.1 Primjeri primjene dubokog izvlaenja

35


Iz pripremka u obliku ravne ploe postupkom dubokog izvlaenja dobijaju se gotovi radni predmeti oblika posuda sa zatvorenim dnom. U zavisnosti od oblika i dimenzija obratka, izvlaenje obuhvata: izvlaenje cilindrinih komada sa i bez vijenca; izvlaenje komada stepenastog oblika; izvlaenje komada konusnog oblika; izvlaenje komada sfernog oblika; izvlaenje komada nerotacionog oblika; izvlaenje komada iz trake i izvlaenje komada velikih dimenzija (dijelovi karoserije automobila).

Na Slici 3.2 dat je izgled pripremka i izratka za najjednostavniji sluaj izvlaenja cilindrinih komada.

*

di

*

a pi rm k ) r e a p

bi r d k )z a a ci r d k )z a a (cilindrini kmd bz vj n a (cilindrini kmd s vj n e ) o a e ie c ) o a a ie c mIzgled pripremka i izratka za izvlaenje cilindrinih komada

Slika 3.2

Proces se izvodi sa posebnim alatima na m e h a n i k i m i hidraulinim presama. ematski prikaz dubokog izvlaenja dat je na Slici 3.3. Sa Slike 3.3 se moe uoiti da su osnovni izvrni dijelovi alata za duboko izvlaenje izvlaka i presten za izvlaenje. Ploa draa lima koristi se da bi se sprijeilo obrazovanje nabora i guvanje lima u toku procesa izvlaenja. Za izvlaenje se koriste prstenovi sa radijusom, konusom i profdom traktrix krive.

36


U poetnoj fazi izvlaenja pripremak se postavlja na prsten za izvlaenje i fiksira p o m o u draa lima. Sila izvlaenja se preko izvlakaa prenosi na pripremak i on se pod dejstvom izvlakaa uvlai u otvor prstena za izvlaenje. Izradak se formira postepeno vertikalnim pomjeranjem izvlakaa. Rezultat izvlaenja je cilindrina posuda .(Slika 3.2.b) Debljina zida izratka je ista kao i debljina pripremka. U toku izvlaenja dolazi do raznorodne naponsko- deformacione slike u vijencu i zidu obratka, kako je prikazano na Slici 3.4.

Slika 3.4 Naponi u vijencu (a) iziu (b) obratka

u toku izvlaenja

37


Naponsku sliku u vijencu obratka ine radijalni naponi istezanja i naponi pritiska normalni na element A, zbog dejstva draa lima. U zidu obratka elemet B je podvrgnut naponima istezanja. V e l i k o istezanje m o e dovesti do razaranja materijala , iji je prikaz dat na Slici 3.5.

a) Slika 3.5

b) Greke u procesu izvlaenja

Na Slici 3.5.a uzrok razaranja je mali radijus zaobljenja na prstenu za izvlaenje, a na Slici 3.5.b malo zaobljenje na izvlakau. Do razaranja moe doi i zbog velikih napona istezanja u zidu obratka, koji su posljedica velike razlike u odnosu prenika pripremka i izvlakaa. Izvlaenje cilindrinih radnih komada izvodi se u jednoj i l i u vie operacija izvlaenja. U k o l i k o se radni predmet izrauje u vie operacija izvlaenja, analiza procesa se, zbog niza specifinosti, vri posebno za prvu operaciju izvlaenja, a posebno za ostale operacije. Na Slici 3.6 dat je ematski prikaz druge i narednih operacija izvlaenja cilindrinih komada.

1

Slika 3.6

Druga operacija izvlaenja

Pozicije na Slici 3.6 oznaavaju: 1 - izvlaka, 2- dra, 3- radni predmet, 4-prsten za izvlaenje.

38


Prese za drugu i naredne operacije izvlaenja moraju imati dva cilindra. Sila izvlaenja (F) se sa glavnog cilindra preko izvlakaa prenosi na radni predmet. Sila dranja (Fd) se sa p o m o n o g cilindra preko draa prenosi na radni predmet.

Pripremak za drugu operaciju izvlaenja je prethodno izraen postupkom dubokog izvlaenja.

3.1.1 Odreivanje dimenzija pripremkaPripremak za izvlaenja rotaciono simetrinih tijela ima kruni oblik, tako da se problem odreivanja dimenzija pripremka svodi na odreivanje prenika tog kruga. K o d izvlaenja nerotacionih tijela odreivanje dimenzija pripremka je znatno sloenije, pa je postupak odreivanja dimenzija pripremka dat samo za rotaciono simetrina tijela. Uslov konstantnosti zapremine u toku deformisanja m o e se napisati u obliku: (3.1) V = Vk

Gdje su: V - volumen pripremka; Vk - volumen gotovog komada. K o d izvlaenja bez promjene debljine materijala ovaj uslov se svodi na uslov konstantnosti povrina u toku deformisanja, tj:

(3.3) Iz relacije (3.2) se moe uoiti da se povrina obratka u bilo kojoj operaciji izvlaenja ne mijenja i da je jednaka povrini pripremka:

(3.4) Gdje su:

Iz uslova (3.3) slijedi izraz za izraunavanje prenika pripremka:

(3.5)

39


Obratci sloenog oblika dijele se na niz parcijalnih rotacionih povrina: koje vrijedi:

3.1.2 Deformaciona sila i deformacioni radDa bi se odredila deformaciona sila izvlaenja potrebno je izvriti naponsko deformacionu analizu procesa izvlaenja. Za taj postupak su neophodne ire teoretske podloge, koje nisu predmet razmatranja u ovoj knjizi. Zbog toga e za sve postupke obrade deformisanjem biti ponueni priblini izrazi za proraun deformacione sile. Maksimalna sila izvlaenja cilindrinih komada moe se izraunati po slijedeem izrazu:

F^=M s).s.o .\,2--?^ -^1-m _ m1 + m

[N]

(3.8)

m - stvarni odnos izvlaenja; m - maksimalni odnos izvlaenja.m a x

Odnosi izvlaenja za prvu i naredne operacije izvlaenja raunaju se po formuli: d\ d ^=-z-\m =-f;...;m =-f2 2 n

d

n

(3.9)x

D Gdje su:

d

x

d_n

Gdje su: D - prenik pripremka; D - prenik pripremka; d i , d 22, . ,. .d, d --prenici izratka nakon prve,druge, n-te operacije izvlaenja di, prenici izratka nakon prve,druge, n-ten n

40


Maksimalna vrijednost odnosa izvlaenja zavisi od osobina materijala i drugih uticajnih faktora:

U prostim proraunima m o e se uzeti daje za prvo izvlaenje maksimalna vrijednost odnosa izvlaenja m = 0 , 5 .max

U prostim proraunima m o e se uzeti daje za prvo izvlaenje maksimalna vrijednost odnosa izvlaenja m = 0 , 5 . Deformacioni rad izvlaenja, pri izvlaenju na presama dvostrukog dejstva, m o e se dobiti kao proizvod deformacione sile, puta izvlaenja i korekcionog faktora:max

W = x-F -himx

[Nm]

(3.11)

gdje su: x - korekcioni faktor Fmax - maksimalna sila izvlaenja [n] h - put izvlaenja [m] Vrijednost korekcionog faktora x zavisi od odnosa izvlaenja m i kree se u granicama od 0,5 do 0,80.

3.1.3 Alati i maine za duboko izvlaenjeOsnovni izvrni dijelovi alata za duboko izvlaenje su presten za izvlaenje i izvlaka. Geometrijski oblik prstena za izvlaenje utie na osnove parametre izvlaenja, kvalitet izratka i stepen deformacije izvlaenja. U praksi se koriste tri vrste prstenova za izvlaenje: sa radijusom; sa konusom i sa profilom traktrix krive. Izgled navedenih prstenova za izvlaenje dat je na Slici 3.7. Prsten za izvlaenje sa radijusom se najvie koristi u prvoj operaciji izvlaenja. M o e se koristiti i za ostale operacije, ako se ne upotrebljava dra lima. U k o l i k o se u slijedeim operacijama izvlaenja upotrebljava dra lima bolje je koristiti prsten sa konusom. Prsten za izvlaenje sa profilom traktrbc krive koristi se za izvlaenje debljih limova.

41

SI. 3.7 Prs tenovi za izvlaenje

Na Slici 3.8 prikazanje alat za istovremeno prosijecanje pripremka prenika D i izvlaenje cilindrinog elementa sa vijencem iz trake. Pozicije na Slici 3.8 oznaavaju: 1- izvlaka, 2- izbaciva radnog predmeta iz prstena za izvlaenje, 3- prosjeka po vanjskoj konturi i izvlaka po unutarnjoj konturi, 4- stubne vodice, 5- aura za voenje stubne vodice, 6-motka izbacivaa, 7- nosa gornjeg dijela alata, 8-gornja meuploa, 9- nosa prosjekaa odnosno prstena za izvlaenje, 10- ploa za voenje, 11-rezna ploa , 12- donja meuploa, 13-nosa donjeg dijela alata, 14 - motka izbacivaa, 15- dra lima i svlaka cilindrinog elementa sa izvlakaa. Alat je konstruisan tako da se izvlaka nalazi u donjem dijelu alata, a prsten za izvlaenje, koji je po vanjskoj konturi prosjeka, u gornjem dijelu alata. U poetnoj fazi gornji dio alata se nalazi u krajnjem gornjem poloaju, to omoguava pomjeranje trake za propisani korak do graninika, gdje se ista zaustavlja. Kretanjem pritiskivaa prese nanie, prosjeka (pozicija 3) prosjee pripremak, nakon ega poinje izvlaenje cilindrinog elementa sa izvlakaem 1, uz istovremeno dranje pripremka draem (pozicija 15). Na kraju izvlaenja gornji dio alata se vraa u svoj poetni poloaj, a svlaka (pozicija 15) i izbaciva (pozicija 2) skidaju radni predmet sa izvlakaa, odnosno izbijaju ga iz prstena za izvlaenje (pozicija 3). Nakon uklanjanja radnog predmeta sa alata, postupak se ponavlja.

42


14Slika 3.8 Alat za izvlaenje (istovremeno prosijecanje i izvlaenje iz trake)

Na Slici 3.9 dat je izgled alata za drugu operaciju izvlaenja. Pozicije na Slici 3.9 oznaavaju: 1 - izvlaka, 2 - graninik, 3- stubne vodice, 4 - aura za voenje stubnih vodica, 5 - motka izbacivaa, 6 - nosa gornjeg dijela alata, 7- prsten za izvlaenje, 8 - dra cilindrinog elementa, 9 - donja meuploa, 10 - nosa donjeg dijela lata, 11 - motka draa, 12 - instalacija zraka. Alat za drugu operaciju izvlaenja je konstruisan tako da se izvlaka (pozicija 1) i dra pripremka (pozicija 8) nalaze u donjem dijelu alata, a prsten za izvlaenje (pozicija 7) u gornjem dijelu alata. U poetnoj fazi alata je otvoren, pa se pripremak cilindrinog oblika postavlja na dra (pozicija 8), iji je vrh u tom trenutku poravnat sa vrhom izvlakaa (pozicija 1). Kretanjem gornjeg dijela alata nanie poinje izvlaenje. Na kraju izvlaenja dra pripremka (pozicija 8) nalazi se u poloaju prikazanom na Slici 3.9. Vraanjem gornjeg dijela alata u poetni poloaj, pod dejstvom motke izbacivaa (pozicija 5) cilindrini element se izbija iz prstena za izvlaenje (pozicija 7). Nakon uklanjanja izvuenog elementa iz zone alata, postupak se ponavlja.

43


S/z&a 5.9 Alat za drugu operaciju izvlaenja Na Slici 3.10 dat je ematski prikaz i izgled mehanike prese, koja se najee koristi u obradi deformisanjem.

12

a) ematski prikaz Slika 3.10

b) Izgled prese Mehanika presa

44


3.2 SavijanjeSavijanje je tehnoloki postupak obrade deformisanjem kod kojeg se oblikovanjem lima dobijaju razliiti izratci u konanom obliku i l i se postupak koristi u kombinaciji sa drugim tehnologijama (probijanjem, prosjecanjem, izvlaenjem, itd.) za izradu istih. Postupkom savijanja mogu se preraivati i drugi poluproizvodi, kao to su: ipke, cijevi, ica, vueni i valjani profili itd. Savijanje se koristi kako u velikoserijskoj i masovnoj proizvodnji, tako i u maloserijskoj i pojedinanoj proizvodnji, to omoguava relativno jednostavna izvedba alata. Tehnologija se primjenjuje u: tekoj mainogradnji, u kombinaciji sa zavarivanjem, za izradu tankostjenih kotlova, kuita turbina, cijevi pod pritiskom, kuita tekih presa itd.; u izradi dijelova za laka i teka vozila, poljoprivredne maine.

Na Slici 3.11 prikazani su neki primjeri savijenih dijelova.

Slika 3.11

Primjeri savijenih dijelova

45


Na osnovu tehnolokih karakteristika procesa, oblika i dimenzija pripremka proizvodnje, savijanje se moe podijeliti na: 1) Savijanje na presama pomou alata; 2) Savijanje valjcima na rotacionim mainama za savijanje i 3) Savijanje na specijalnim mainama za savijanje. Na presama se, pomou specijalnih alata, savijaju dijelovi preko malog radijusa.

i karaktera

Na Slici 3.12 dat je ematski prikaz savijanja dvostrukog ugaonika (U profila) i savijanja V profila.

tiska

1 "t*Y

radni predmet kalup

1 /

Mravs!

/

/

Slika 3.12 Savijanje U i Vprofila

Sa slike se moe uoiti da su osnovni izvrni dijelovi alata za savijanje tiska i kalup za savijanje. K o d savijanja V profila, zavisno od konstrukcije alata, razlikuje se slobodno savijanje i savijanje u kalupu. ematski prikaz slobodnog i savijanja u kalupu dat je na Slici 3.13.

a) Slobodno savijanje

46


b) Savijanje u kalupu Slika 3.13 Savijanje Vprofila

Za savijanje limova na jednom kraju i l i izradu dvostrukih ugaonika velikih duina koristi se jednostrano savijanje. K o d izrade dvostrukih ugaonika veih duina ekonominije je jednostranim savijanjem saviti jedan pa drugi krak nego praviti velike alate za istovremeno savijanje oba kraka. Sematska ilustracija jednostranog savijanja dataje na Slici 3.14.

Slika 3.14

Jednostrano savijanje

Profilnim savijanjem, pomou specijalnih alata na presama, oblikuju se limeni obratci velike duine. Sematska ilustracija profdnog savijanja dataje na Slici 3.15. Alat za profdno savijanje sastoji se od matrice, koja sadri vie razliitih profila i nalazi se u donjem nepokretnom dijelu alata i pritiskivaa u gornjem pokretnom dijelu alata. Pritiskiva se privruje za pokretni dio maine i izrauje se prema obliku obratka.

47


Slika 3.15

Profilno savijanje

Savijanje preko valjaka na rotacionim mainama za savijanje koristi se za savijanje preko velikih radijusa, tj. za izradu cilindrinih sudova tipa rezervoara, kotlova itd. Maina za savijanje sastoji se od gornjeg i dva donja valjka. Gornji valjak ima mogunost podeavanja po visini u zavisnosti od prenika komada koji se savija. ematski prikaz savijanja preko valjaka dat je na Slici 3.16.

predmet

Slika 3.16

Savijanje preko valjaka

K o d savijanja na specijalnim mainama za savijanje pripremak u vidu ice i l i uske trake uvodi se u automat, a na izlazu se dobijaju gotovi izratci. Postupak se koristi u velikoserijskoj i masovnoj proizvodnji za izradu metalne galanterije. Da bi se analizirao proces savijanja, potrebno je definisati odreene karakteristike procesa (osu savijanja, neutralnu osu) i veliine (ugao savijanja, radijus savijanja). Na Slici 3.17 prikazanje savijeni radni predmet u obliku V profda. Na Slici 3.17.a obiljeena je neutralna osa na kojoj ne dolazi do deformacije vlakana u toku savijanja, kao i osa u odnosu na koju se vri proces savijanja. Ugao savijanja (p je suplement zadanog ugla radnog predmeta a .

48


Vlakna koja se nalaze iznad neutralne ose optereena su na istezanje, a vlakna koja se nalaze ispod neutralne linije optereena su na pritisak (Slika 3.17.b ).

/

Zona istezanja

a) Parametri procesa

b) Naponi u savijenom dijelu Slika 3.17 Prikaz savijenog dijela

3.2.1 Odreivanje dimenzija pripremka - razvijanje elemenataDimenzija pripremka, tj. razvijena (poetna) duina elementa odreuje se na osnovu konstruktivnog crtea izratka. A k o se savijeni komad podijeli na n ravnih dijelova i N dijelova savijenih pod odreenim radijusom (Slika 3.18), onda se dimenzija pripremka (razvijena duina elementa) moe dobiti njihovim sumiranjem po izrazu:

^t^ivin + rs) i=i tou , ,=

(3-12)

gdje su: li - duine ravnih dijelova; cp - uglovi savijanja;t

r; - unutranji radijusi savijanja; - koeficijent pomjeranja neutralne linije \s ) s - debljina lima. Slika 3.18 Razvijanje elementa

=/

(A

49


3.2.2 Elastino ispravljanjeKod projektovanja tehnolokog procesa savijanja treba uzeti u obzir injenicu da plastinu deformaciju uvijek prati elastina deformacija. Zbog toga dolazi do elastinog ispravljanja, tj. promjene dimenzija plastino deformisanog komada nakon rastereenja. Sematska ilustracija elastinog ispravljanja prikazana je na primjeru jednostranog savijanja po fazama (Slika 3.19) i savijanja V profda (Slika 3.20).

a) Poetna faza

b) Faza savijanja

c) Kraj procesa

d) Elastino ispravljanje

Slika 3.19

Elastino ispravljanje kod jednostranog savijanja

Slika 3.20

Elastino ispravljanje kod savijanja Vprofila

Sa Slike 3.19.d moe se uoiti da nakon uklanjanja alata dolazi do "vraanja" radnog predmeta u odnosu na konani poloaj nakon deformisanja ( Slika 3.19.c) tj. do elastinog ispravljanja. Elastino ispravljanje treba uzeti u obzir pri konstrukciji alata za savijanje. Na osnovu proraunate veliine elastinog ispravljanja treba dimenzionisati izvrne dijelove alata, tiska i kalup, kako bi se nakon savijanja dobili izratci zadane geometrije. Neki naini smanjenja i eliminacije elastinog ispravljanja kod savijanja dati su na Slici 3.21.

50


Slika 3.21

Metode smanjenja i eliminacije elastinog ispravljanja

3.2.3 Deformaciona sila

Maksimalna deformaciona sila u procesu savijanja moe se izraunati po priblinom obrascu:

C F =

-^.-b-s D

2 ( 3 1 3 )

gdje su: a - napon na istezanje;m

b - irina komada; s - debljina materijala; C - koeficijent D- rastojanje oslonaca Za savijanje V profila C = 1,33 , a za jednostrano savijanje C = 0,33 .

3.2.4 Alati i maine za savijanjeSa Slika 3.13-3.15 moe se uoiti da su osnovni izvrni dijelovi alata za savijanje tiska i kalup za savijanje. Izgled alata za savijanje V profila dat je na Slici 3.22.

51


Slika 3.22 Alat za savijanje Vprofila Na Slici 3.23 prikazanje alat za savijanje U profila na kome su prethodno probijena tri otvora. Pozicije na Slici 3.23 oznaavaju: 1 - nosa donjeg dijela alata, 2 - donja meuploa, 3 - kalup za savijanje, 4 - svlaka radnog predmeta sa tiskaa, 5 - nosa tiskaa, 6 - gornja meuploa, 7 nosa gornjeg dijela alata, 8 - cilindrini koi, 9 - cilindrini rukavac, 10 - aura za voenje stubne vodice, 11 - stubna vodica, 12 - tiska, 13 - izbaciva radnog predmeta iz kalupa za savijanje. Alat za savijanje prikazan na Slici 3.23 konstruisan je tako da se tiska nalazi u gornjem pokretnom dijelu alata, koji je preko cilindrinog rukavca (pozicija 9) vezan za pritiskiva prese. Kalup za savijanje (pozicija 3) nalazi se u donjem nepokretnom dijelu alata. Donji dio alata se pomou odreenog broja elemenata za stezanje vee za radni sto prese. Pripremak se postavlja na kalup za savijanje izmeu dva fiksna graninika. Kretanjem gornjeg dijela alata nanie, tiska izvri savijanje radnog predmeta u kalupu. Povratkom gornjeg dijela alata u poetni poloaj radni predmet se skida sa tiskaa (pozicija 12) pomou svlakaa (pozicija 4) ako je radni predmet zaglavljen na tiskau.

52


A k o radni predmet ostane u kalupu za savijanje on se pomou izbijaa (pozicija 13) izbija iz kalupa. Nakon uklanjanja radnog predmeta sa alata, postavljanjem novog pripremka, postupak savijanja se ponavlja.

Slika 3.23 Alat za savijanje U profila

Na Slici 3.24.a dat je ematski prikaz , a na 3.24.b izgled prese za profilno savijanje limova. Izgled standardnih alata za profilno savijanje limova prikazanje na Slici 3.25. Na Slici 3.25.a dat je ematski prikaz standardnog alata, a na Slici 3.25.b prikazane su faze savijanja limova na istom alatu. Mogui oblici savijanja limova na standardnom alatu prikazani su na Slici 3.25.C.

53


3.3 Rotaciono izvlaenjeRotaciono izvlaenje je tehnoloki postupak obrade deformisanjem p o m o u kojeg se, od pripremka iz lima, dobijaju uplji rotaciono simetrini dijelovi. Rotaciono izvlaenje, uz kovanje predstavlja jedan od najstarijih postupaka obrade deformisanjem. Nagli razvoj i primjena ove tehnologije ide uporedo sa razvojem NC i C N C upravljakih sistema na mainama za rotaciono izvlaenje. Postupak se koristi u uslovima maloserijske i srednjoserijske proizvodnje. U velikoserijskoj proizvodnji ekonominije je duboko izvlaenje, zbog vee brzine deformisanja. Radne predmete dobijene rotacionim izvlaenjem karakterie visoki kvalitet povrine, tako da nije potrebna naknadna obrada. Primjeri proizvoda izraenih rotacionim izvlaenjem prikazani su na Slici 3.27.

Slika 3.27

Primjeri primjene rotacionog izvlaenja

Rotacionim izvlaenjem mogu se dobiti radni predmeti velikih dimenzija, prenika i do 6 m. Veliina izradaka najbolje je ilustrovana na Slici 3.28 gdje su oni prikazani sa radnicima, tako da se m o e napraviti komparacija.

56


Slika 3.28

Veliki radni predmeti izraeni rotacionim izvlaenjem

ematski prikaz rotacionog izvlaenja u poetnoj i krajnjoj fazi dat je na Slici 3.29.

trn

pripremak

izradak

n CLrolnica

Slika 3.29

ematski prikaz rotacionog izvlaenja

Pripremak oblika ravnog lima oblikuje se preko trna. Zahvat alata i materijala je parcijalan, tako da se proces odvija postupno sa relativno malom silom deformisanja. Alat se moe voditi runo i l i kompjuterski. Prednost postupka ogleda se u tome to oblik rolnice nije uslovljen oblikom izratka. K o d rotacionog izvlaenja pripremak krunog oblika, privren draem uz trn, izvodi obrtno kretanje, a rolnica koja postepeno oblikuje pripremak prema obliku trna izvodi translatorno kretanje. Glavna kretanja alata i radnog predmeta kod rotacionog izvlaenja ematski su predstavljena na Slici 3.30.

57


Slika 3.30

ematski prikaz glavnih kretanja kod rotacionog izvlaenja

Rotaciono izvlaenje koristi se za dobijanje koninih i l i krivolinijskih oblika izradaka, koje je na drugi nain nemogue i l i vrlo teko dobiti. Oblikovanje se odvija na sobnoj temperaturi, iako se m o e vriti i na povienim temperaturama ukoliko se radi o debljim elementima i l i materijalu ije mehanike osobine to uslovljavaju ( poviena vrstoa i niska ilavost). Maine koje se koriste u procesu rotacionog izvlaenja su sline strugovima sa odreenim specifinostima. Izgled maina za rotaciono izvlaenje dat je na Slikama 3.31 i 3.32.

Slika 3.31

Maina za rotaciono izvlaenje

58


3.4 Specijalni postupci3.4.1 Provlaenje

Provlaenje je tehnoloki postupak obrade deformisanjem kod koga se na radnom predmetu, sa prethodno izraenim otvorom prenika d , formira grlo prenika D i visine H. Provlaenje se koristi za izradu prstenova iz prethodno izvuenih komada, izradu aura sa vijencem i l i za spajanje komada. ematski prikaz procesa dat je na Slici 3.33.

Slika 3.33

ematski prikaz provlaenja

Sa Slike 3.33 moe se uoiti da su osnovni izvrni dijelovi alata za provlaenje provlaka (1) i prsten za provlaenje (3). Na pripremku (2) se prethodno izradi otvor buenjem i l i probijanjem u alatu na presi. Pripremak i izradak prikazani su na Slici 3.34.

a) pripremak Slika 3.34

b) izradak Pripremak i izradak za provlaenje

60


K o d dimenzionisanja pripremka potrebno je odrediti prenik otvora d, iz uslova jednakosti zapremine komada prije i poslije provlaenja. Prenik otvora se moe izraunati pomou priblinog obrasca: d = D-(DH-0,S6r -1,43*)M

(3.14)

gdje su: D - srednji prenik grla; H - visina grla; r - radijus prstena za provlaenje; s - debljina lima prije provlaenja.M

Vrijednost deformacione sile moe se dobiti p o m o u priblinog obrasca:F = \,\-7r-s-CF (D-d)m

(3.15)

gdje je: am

- vrstoa materijala na istezanje.

3.4.2 SuavanjeSuavanje je tehnoloki postupak obrade deformisanjem kod koga dolazi do smanjenja prenika i promjene oblika jednog kraja radnog predmeta. Na Slici 3.35 dati su primjeri proizvoda izraenih suavanjem.

Slika 3.35

Primjeri suavanja

61


K a o pripremak se kod suavanja koriste cijevi i l i dijelovi prethodno izraeni dubokim izvlaenjem. Izgled pripremka i izratka za suavanje cijevi prikazan je na S l i c i 3.36.a, a proces suavanja rotacionim kovanjem prikazanje na Slici 3.36.b. Pozicije prikazane na slici rotacionog kovanja oznaavaju: 1-struktura maine, 2-obrtni valjci, 3-nosai udaraca, 4-pogon udaraca i 5-udarai. K o d rotacionog kovanja pripremak u obliku cijevi miruje, a udarai izvode obrtno kretanje oko cijevi i translatorno kretanje u momentu udara u cijev.

Proces suavanja m o e se izvoditi: p o m o u alata na presama (u hladnom, polutoplom i toplom stanju), rotacionim kovanjem i radijalnim kovanjem. K o d alata na presama izvrni dijelovi alata za suavanje su kalup za suavanje i vodica radnog predmeta. Ugradnja grijaa oko kalupa za suavanje i hladnjaka oko cijevi o m o g u a v a suavanje u toplom stanju sa optimalnom temperaturom za materijal od kojeg je izraena cijev. Dimenzije pripremka odreuju se iz uslova jednakosti zapremine prije i poslije deformisanja. Dimenzionisanje pripremka i proraun deformacione sile zavisi od tipa suavanja. Obzirom da je ovdje proces prikazan informativno, bez dublje analize i detaljnijeg osvrta, proraun nee biti predmet razmatranja, a m o e se nai u literaturi.

62


3.4.3

Proirivanje

Proirivanje je tehnoloki postupak obrade deformisanjem kod koga dolazi do poveanja poprenih dimenzija radnog komada. Proces se najvie primjenjuje u vazduhoplovnoj industriji za izradu profdnih prstenastih elemenata. Izgled pripremka i izradaka dobivenih proirivanjem cijevi dat je na Slici 3.37.

Slika 3.37 Izgled pripremka i izradaka Kao pripremak za proirivanje koriste se cijevi i cilindrini elementi izraeni dubokim izvlaenjem. Dimenzije pripremka odreuju se iz uslova jednakosti zapremine prije i poslije deformisanja. Proirivanje se vri u alatima na hidraulinim i krivajnim presama prostog i dvostrukog dejstva. Izvrni dijelovi alata za proirivanje su tiska i nosa radnog predmeta.

3.4.4 ClinchingClinching je tehnoloki postupak spajanja deformacijom. To je metoda mehanikog spajanja materijala, koja se sastoji od djeliminog ubadanja i naknadnog pritiska, tako da se veza ostvaruje hladnim deformisanjem. Razvoj novih materijala uticao je na poveanje primjene ovog postupka spajanja. Ovaj postupak spajanja zbog jednostavnosti sve vie zamjenjuje klasine postupke , kao to je takasto zavarivanje. Upotreba ovog postupka koristi se kod konstrukcija izloenih dinamikim optereenjima. Spojevi dobiveni na ovaj nain odlikuju se dobrim statikim i dinamikim osobinama. Clinching se danas najvie primjenjuje u: automobilskoj industriji; industriji elektronskih aparata; proizvodnji kompjutera; industriji kuanskih aparata, itd.

63


Clinchingom se spajaju materijali koji pokazuju dobru deformabilnost na sobnoj temperaturi. Na ovaj nain se mogu spajati elici, aluminijum i drugi neeljezni materijali. Spajati se mogu limovi iste i l i razliite vrste materijala i razliitih debljina (Slika 3.40). A k o se spajaju limovi od istog materijala, deblji l i m se postavlja sa strane tiskaa, a tanji sa strane kalupa. K o d spajanja limova razliitih materijala preporuka je da se tvri materijal postavlja sa strane tiskaa, a meki sa strane kalupa. A k o se spajaju limovi od razliitih materijala i razliite debljine, onda je pravilo da se deblji l i m postavlja sa strane tiskaa, a tanji sa strane kalupa.

Slika 3.40 Na Slici 3.41 prikazana je presa za clinching.

Izgled spojeva

Slika 3.41

Presa za clinching

65


3.5 RazvlaenjeRazvlaenje je tehnoloki postupak obrade deformisanjem koji predstavlja kombinaciju savijanja i istovremenog istezanja. Postupak se primjenjuje u vazduhoplovnoj industriji za izradu napadnih ivica i slinih dijelova aviona, a u automobilskoj industriji za izradu krupnih elemenata (dijelova autobusa). Pri procesu razvlaenja pripremak se oblikuje pod dejstvom isteuih sila. Fiksiran je na krajevima, a oblikovanje se vri pomou alata za oblikovanje, kako je to prikazano na Slici 3.42 u realnim uslovima.

Slika 3.42 Proces razvlaenja Faze procesa razvlaenja prikazane su na Slici 3.43.

c. Slika 3.43 Faze razvlaenja

d.

66


U poetnoj fazi procesa (Slika 3.43.a) radni sto prese sa alatom za oblikovanje nalazi se u donjem poloaju, a lim za oblikovanje se postavlja u stezne eljusti. Nakon toga vri se zatezanje lima na unaprijed proraunatu silu zatezanja (Slika 3.43.b). Kretanjem radnog stola navie zajedno sa alatom za oblikovanje, izvri se oblikovanje lima (Slika 3.43.c). Na kraju procesa, otvaraju se stezne eljusti i radni sto prese sa alatom za oblikovanje vraa se u svoj poetni poloaj zajedno sa oblikovanim limom (Slika 3.43.d). Nakon skidanja radnog predmeta sa alata za oblikovanje, process se ponavlja, postavljanjem novog lima u stezne eljusti. Kao pripremak se koriste trake od lima. Dimenzije pripremka raunaju se iz jednakosti povrina , uz dodatak povrina za stezanje. Zbog dodatka za stezanje, stepen iskoritenja materijala je znatno manji u odnosu na klasino izvlaenje. Nakon operacije razvlaenja, dodatak za stezanje se obrezuje. Deformaciona sila razvlaenja moe se dobiti po priblinom obrascu: F = k-b-s gdje su: k- specifini deformacioni otpor materijala; b - irina materijala; s - debljina lima. Razvlaenje se moe izvoditi i na hidraulinim presama, uz konstrukciju specijalnih alata za razvlaenje. Na Slici 3.44.a i b dat je izgled dvije razliite konstrukcije prese za razvlaenje sa alatom za razvlaenje za izradu radnih predmeta velikih dimenzija. (3.14)

67


4. TEHNOLOGIJE RAZDVAJANJA

4.1 Probijanje i prosijecanjeProbijanje i prosijecanje je postupak obrade deformisanjem kod koga se razdvajanje materijala vri po zatvorenoj konturi, pomou alata na presama. K o d ovog postupka iz pripremka u vidu ploa i traka od lima dobijaju se izratci razliitog oblika unutranje i vanjske konture. Tako dobijeni izratci mogu se koristiti kao gotovi proizvodi i l i kao pripremci za druge tehnoloke postupke npr. duboko izvlaenje i savijanje. Na Slici 4.1 prikazani su razliiti proizvodi izraeni ovom tehnologijom.

Slika 4.1

Primjeri probijanja i prosijecanja

Probijanje i prosijecanje su operacije koje se razlikuju samo u nainu tolerisanja alata. K o d probijanja probijeno jezgro otpadak, a kod prosijecanja prosjeeno jezgro radni komad. (Slika 4.2)

78


otpadak

radni predmet

?

radni predmet

otpadak

a. Slika 4.2 Prosijecanje (a) i probijanje (b) Sematski prikaz probijanja i prosijecanja prikazanje na Slici 4.3.

1

061

i i

f

"" 1 i i

Slika 4.3 Sematski prikaz procesa Sa Slike 4.3 se vidi da se u poetnoj fazi procesa pripremak od lima debljine (s) postavlja na prsten za probijanje (prosijecanje). Sila sa prese se preko prosjekaa (probojca), koji se nalazi u gornjem dijelu alata, prenosi na materijal. Oblik probojca (prosjekaa) i otvora prstena za probijanje i prosijecanje odreuje se na osnovu oblika izratka. Faze procesa probijanja i prosijecanja date su na Slici 4.4.

79


a.

b.

c.

d.

e.

Slika 4.4 Faze probijanja i prosijecanja Slika 4.4.a prikazuje poetnu fazu procesa kada dolazi do kantakta izmeu probojca (prosjekaa) i pripremka. Na Slici 4.4.b prikazan je trenutak nastajanja elastinih, a onda i plastinih deformacija i poetak razdvajanja materijala (Slika 4.4.c). Pomjeranjem probojca (prosjekaa) na dole dolazi do potpunog razdvajanja materijala i propadanja izratka kroz otvor prstena za probijanje (prosijecanje) (Slika 4.4.e). Na Slici 4.5.a prikazan je radni predmet dobijen probijanjem i prosijecanjem, a na Slici 4.5.b.

Slika 4.5 Izgled gotovog radnog predmeta i trake Iz prikaza trake se vidi da se izradak moe dobiti u 4 koraka. U prvom koraku izvreno je probijanje sredinjeg otvora i 12 otvora po obimu, u drugom (nakon pomicanja trake za proraunatu duinu koraka) probijena su jo etiri kruna otvora. U treem koraku izvreno je probijanje sredinjeg otvora na konanu dimenziju i na kraju je prosjeena kontura izratka.

80


Pored klasinog prosijecanja postoji i fino prosijecanje. Postupak se koristi za izradu radnih predmeta kod kojih se zahtijevaju ue tolerancije i vei kvalitet izrade. Sematski prikaz finog prosijecanja dat je na Slici 4.6.

a. Slika 4.6

b. Sematski prikaz finog prosijecanja

Sa Slike 4.6 moe se uoiti da se postupak u odnosu na klasino prosijecanje bitno razlikuje po konstrukciji alata. Radni predmet se postavlja na prsten za prosijecanje (Slika 4.6.a) i sa gornje strane pridrava pomou zateznog V rebra, koje vri zatezanje u materijalu prije prosijecanja. Sa donje strane u reznu plou se postavlja dra (izbija) radnog predmeta, koji u svim fazama prosijecanja pridrava radni predmet. Pri projektovanju procesa probijanja i prosijecanja treba voditi rauna o veliini zazora izmeu izvrnih dijelova alata (probojca i l i prosjekaa) i prstena. (Slika 4.7)

Slika 4.7

Zazor kod probijanja i prosijecanja

81


Optimalna vrijednost zazora garantuje ravnu ivicu prosjeenog (probijenog) komada i dobar kvalitet. Ukoliko se izabere mala i l i suvie velika vrijednost zazora kao posljedica se javlja neravna prekidna povrina. Na Slici 4.8 dat je izgled rezne ivice radnog predmeta. Ravni dio rezne ivice nastao je rezanjem, a neravni dio nastao je upanjem materijala.L- SCI tUI- JO.i) Ml l.CO* i kt>

proizvodne tehnologije

Documents