Návrh a výroba hlubokého kresleného stroje: Experimentální studie kreslicí síly vs kreslicí mrtvice

Abstraktní

Tento článek představuje práci implementovanou při navrhování, výrobě a provozu modelu levného hydraulického hlubokého kreslení (DDM), který se v současné době používá v laboratoři výrobních procesů v oddělení průmyslového inženýrství (IED) na národní univerzitě An-Najah. Stroj se používá při provádění různých experimentů souvisejících s procesem hlubokého kreslení.

Jak je známo, hluboký výkres je pracovní proces, ve kterém úder vtáhne prázdnou list do dutiny zemřít, aby vytvořil díly ve tvaru poháru nebo krabice [1].

Tato práce byla provedena ve třech fázích; První byla fáze návrhu, ve které byly dokončeny všechny konstrukční výpočty prvků DDM na základě specifikací produktu (CUP), které mají být nakresleny. Druhým byla stavební fáze, ve které byly prvky DDM vyrobeny a shromážděny na inženýrských seminářích univerzity. Poslední byla fáze operace a experimentování, ve které byl DDM testován prováděním různých experimentů.

Závěrem lze říci, že zkušenosti získané při navrhování a výstavbě mechanického laboratorního vybavení byly shledány úspěšnými, pokud jde o získání praktických výsledků, které souhlasí s těmi, které jsou k dispozici v literatuře, což šetří peníze ve vztahu k nákladům na podobné zakoupené vybavení a také jako vylepšení studentů „Schopnosti porozumět zejména procesu hlubokého kreslení a obecně navrhovat koncepty prvků strojů.

Klíčová slova: Hluboký výkres, design prvku stroje, design DEI, sestavení stroje a výroba, experimentální zkoumání tažné síly a tah

1. Úvod

Hluboký výkres je pracovní proces plechu používaný k vytvoření dílů ve tvaru šálku nebo krabice pomocí úderu, který vtáhne polotovar do dutiny. Tento proces se provádí umístěním prázdného listu určité velikosti přes otevření matrice a stisknutím tohoto polotovaru do dutiny smrti úderem, jak je znázorněno na obrázku 1, [1]. Typickými produkty vytvořené tímto procesem jsou plechovky, vany, kontejnery různých velikostí a tvarů, dřezů a automobilových panelů.

V tomto článku je studována základní operace výkresu, což je kresba dílu ve tvaru šálku s parametry, jak je znázorněno na obrázku 1, v této základní operaci je přes něj umístěn kruhový prázdný list o průměru a tloušťka t Otevření smrti s rohovým poloměrem Rd. Poté je polotovar držen prázdným držákem (drsný kroužek) s určitou silou. Poté se používá úder průměru DP a rohový poloměr RP k úderu prázdného listu do dutiny zemřít, čímž se tvoří část ve tvaru šálku.

Navíc se punč pohybuje určitou rychlostí V a aplikuje jistou sílu dolů k dosažení deformace kovu, zatímco držák prázdné platnosti platí držící sílu FH, aby se zabránilo prázdnému

vrásčení.

Tento článek ve skutečnosti představuje návrh a výrobu levného hlubokého kresleního stroje \"DDM \", který produkuje předem identifikovaný produkt ve tvaru poháru, DDM je nyní namontován a používá se k experimentování ve výrobních procesech v oddělení IE v oddělení IE na Univerzita An-Najah, článek představuje podrobný návrh hlavních prvků DDM včetně úderu a die a výroby a sestavení DDM, také představuje operaci a testování DDM prostřednictvím provádění experimentů na kresbní síle versus kresba Zdvih a porovnejte výsledky s publikovanými daty.

2.Hluboké kresby: Obecné pozadí

Tato část pojednává o některých obecných pojmech procesu hlubokého kreslení, včetně měření kresby, kresby síly a držení síly

Opatření s hlubokým kreslením:

Jedním z nejdůležitějších měření operace hlubokého kreslení je omezující poměr kreslení LDR. Omezující poměr výkresu je definován jako maximální poměr průměru prázdného listu k průměru punče, který lze nakreslit za ideálních podmínek v jednom tahu bez selhání [2].

Kresbní síla:

Sílou v úderu potřebnou k vytvoření šálku je shrnutí ideální deformační síly, třecích sil a síly potřebné k vytvoření žehlení. Obrázek 2 ukazuje vztah mezi remízovou silou a tah z tahu [2].

Prázdná holdingová síla:

Holding Force H F hraje důležitou roli v hlubokém kresbě. Jako hrubé aproximace lze udržovat tlak nastavit na hodnotu se rovná 0,015 výnosové pevnosti plechu [1].

Tímto vynásobením tlaku zadržení částí počáteční plochy prázdného, ​​který má být držen držákem prázdného, ​​můžeme odhadnout holdingovou sílu (H F) jako [1].

Nástroje a vybavení:

Pro hluboké kresby se obvykle používá mechanický lis s dvojitou akcí, používají se také hydraulické lisy. Tisk s dvojitou akcí ovládá úder a držák prázdného zástupce nezávisle a tvoří část konstantní rychlostí.

Protože síly držáku prázdného ovládá tok plechu v matrici, nyní byly lisy navrženy s variabilní sílou držáku prázdného. V těchto lisech se síla držáku polotovaru mění s úderem.

Nejdůležitějším faktorem v konstrukci matrice je poloměr rohu (DR) zemřít. Tento poloměr musí mít optimální hodnotu, protože je přetahován materiál. Hodnota optimálního poloměru matrice závisí na požadavku na tisk a typu nakresleného materiálu. Je zřejmé, že čím menší je poloměr smrti, Strážce, kterou síla potřebovala k nakreslení šálku. Poloměr matrice může být mezi čtyřmi až osminásobek tloušťky prázdného [3].

Prakticky se doporučuje začít s DR Equal 4T a v případě potřeby jej zvýšit.

Podobně je důležitý poloměr nosu punčového nosu (P R), protože formuje poloměr dna vyrobeného šálku. Pokud je PR příliš malý, může se spodní poloměr šálku vytrhnout. Může být nutné zvětšit poloměr, než je potřeba, a zmenšit jeho velikost v následných kreslených operacích. Jako začátek může být použita tloušťka 4t- poloměr. [3].

3. Specifikace poháru a výpočty kresby a držení

DDM byl navržen tak, aby produkoval díly ve tvaru poháru v jednom tahu, jak bylo uvedeno dříve, účelem navrhování DDM je poskytnout laboratoř výrobních procesů na An-Najah University s přístrojem, který může prokázat proces hlubokého kreslení a také být Studenti používají k provádění některých základních experimentů souvisejících s procesem hlubokého kreslení. Ve skutečnosti je pro navrhování správného DDM nejprve nutné určit specifikace produktu (poháru), nakreslení síly a držení síly.

Specifikace poháru

Produkt požadovaného DDM je vybrán jako jednoduchý šálek, který má určitý vnitřní průměr (d) a hloubku (H) a je vyroben pomocí plechu o tloušťce (T).

Rozměry poháru musí být vybrány tak, aby operace hlubokého kreslení byla proveditelná pro výrobu šálku v jednom tahu; Pro měření proveditelnosti operace musí LDR, poměr tloušťky-todiametr (T/D) a procento redukce (RE) splnit podmínky proveditelnosti uvedené v oddílu 2 tohoto dokumentu. Za tímto účelem bylo rozhodnuto, že tloušťka plechu, která má být použita při výrobě šálku, je t 1 32in.  0,8 mm, proto na základě doporučení uvedených v části 2-

Stanovení síly na kreslení a síly prázdné

Šálek má být vyroben ze žluté mosazi C 26800 (65% Cu, 35% Zn) s UTS 322MPA, S 98MPA. y   pomocí rovnice (5) s dp = 50 mm; Lze vypočítat výkresovou sílu pro vytvoření šálku jako f = 36,4 kN. Podobně z rovnice (6) FH = 14 kN. Takže celková síla kreslení (FD), která má být aplikována DDM, se tedy rovná souhrnu F a FH, tj. FD = 50,4 kN. Pro účely návrhu prvků DDM; FD musí být vynásobeno faktorem zatížení, který se rovná 1,6.

4. Desing of the Deep Cressack Elements Elements

Tato část představuje návrh vybraných hlavních prvků stroje s hlubokým kreslením (DDM). Obrázek (4) ukazuje část DDM, jeho prvky a přidruženou legendu. Obrázek (5) je jeho fotografie.

Design matrice a úderu

Jakmile jsou specifikace poháru stanoveny, jak bylo dříve vysvětleno, lze určitSpecifikace matrice a úderu se používají k výrobě tohoto šálku.

Jmenovitě, úder musí mít vnější průměr rovnající se vnitřnímu průměru šálku, tj. 50 mm.Musí být také dostatečně vysoká, aby vytvořila požadovanou hloubku (20 mm) šálku. Proto byl úderNavrženo tak, aby mělo vnější průměr 50 mm, poloměr punče (P r) 3,2 mm a výšku 80 mm.

Die a Punch jsou v tomto procesu pářeními; Proto bude vnitřní průměr zemřítTotéž jako průměr vnějšího průměru punče plus kompenzace vůle mezi nimi. Obrázek (6)ilustruje rozměry matrice.

Analýza návrhu/ bezpečnosti horní podpůrné desky

Horní podpůrná deska, jak naznačuje jeho název, se používá k podpoře DDM držením hydraulickéhoválec stroje. Návrh této desky proto musí být založen na maximální síleposkytnutá hydraulickou jednotkou, která se rovná 1,6 FD = 80 kN. Obrázek (7) ukazuje rozměry tohotoDeska, zatímco obrázek (8) je volný tělesný diagram desky. Jak je znázorněno na obrázku (8), naložená částTuto desku lze přiblížit jako pevná podpora z obou konců středovým zatíženímHydraulická jednotka.

Reakce na A a C jsou stejné a rovné 40 kN a momenty na A, B a C se rovnají Ma =2090 nm, MB = 2200 nm a MC = 2090 nm, respektive [4]. Oddíl B (střední rozpětí) je kritickýsekce. Při tomto zatížení se maximální normální napětí v této části rovná 27,7 MPa. Talířje vyroben z oceli s válcovanou teplou se SY = 170 MPa, a proto faktor bezpečnosti chrání před výnosemhorní desky se rovná 6.