Recenze pneumatického děrovačky a modifikace v nástroji pro děrování, aby se snížil požadavek na sílu děrování

ABSTRAKT: - Tato projektová práce se zabývá návrhem pneumaticky ovládaného děrovacího stroje malého rozsahu pro provádění děrovacích operací na tenkých plechech (1–2 mm) z různých materiálů (hliník a plast). Snížení požadavku na razicí sílu, které je hlavním cílem této projektové práce, je dosaženo úpravou v konstrukci děrovacího nástroje, tj. Zajištěním smyku na čelní straně razníku. Následně to vede ke snížení požadavku na sílu děrování. A dále je na základě výpočtů s ohledem na požadavek razicí síly vyvinut model stroje CATIA.

KLÍČOVÁ SLOVA: - Děrovací síla, odizolovací síla, razník, jednoduché a dvojité střihy, procentuální průnik a pneumatický válec.

ⅠÚVOD:Pneumatický děrovací stroj je vždy lepší volbou než hydraulický děrovací stroj pro výrobu podobných produktů, pokud je vhodný pro tento způsob. Je poměrně ekonomičtější pro výrobu velkého množství produktů, protože používá spíše stlačený vzduch než nějakou hydraulickou kapalinu, která je poměrně drahá. Pneumatický děrovací stroj používá stlačený vzduch k vytváření vysokého tlaku, který má být aplikován na píst. Elektromagnetický ventil řídí směrové proudění vzduchu do a ven z válce. Polyuretanové trubky se používají k přenosu tlaku z pneumatického válce na sestavu razníku. Vysoký tlak vzduchu přiváděného do razníku ho tlačí na materiál a jak razník klesá na list, tlak vyvíjený razníkem nejprve způsobí plastickou deformaci listu. Protože vůle mezi razníkem a matricí je velmi malá, dochází k plastické deformaci v lokalizované oblasti a plošný materiál sousedící s řeznými hranami hran razníku a matrice je vysoce namáhán, což způsobí, že lom začíná na obou stranách s postupující deformací.

Ⅱ POPIS STROJE: Pneumatický děrovací stroj byl vyvinut s použitím různých komponent. Komponenty jsou pneumatický válec, regulátor tlaku, elektromagnetický / směrový regulační ventil, regulační ventil průtoku, kompresor, montážní stůl. Válec se používá pro pohyb děrovacího nástroje nahoru a dolů, který provádí děrovací operaci na plechu z hliníku / plastu. Kompresor dodává do válce stlačený vzduch, což způsobuje pohyb pístní tyče. Komponenty pro pneumatickou automatizaci ve velké míře používají těsnicí materiál vyrobený z gumových směsí. Pro efektivní a bezproblémovou práci těchto těsnění je třeba je naolejovat nebo mazat, aby se snížilo tření a koroze. Pro mazání zařízení ovládaných stlačeným vzduchem je nejúčinnější a nejekonomičtější metodou vstřikování maziva do stlačeného vzduchu, který toto zařízení pohání. Elektromagnetický / směrový regulační ventil se používá k řízení směru vzduchu.

Ⅲ PRACOVNÍ ZÁSADA:Stlačený vzduch z kompresoru pod tlakem 8 až 12 bar prochází potrubím připojeným k solenoidovému ventilu s jedním vstupem. Elektromagnetický ventil je ovládán řídicí jednotkou časování. Elektromagnetický ventil má dva výstupy a jeden vstup. Vzduch vstupující do vstupu při aktivaci řídicí jednotky časování prochází dvěma výstupy. Vzhledem k vysokému tlaku vzduchu ve spodní části pístu je tlak vzduchu pod pístem větší než tlak nad pístem. Tím se pístní tyč posune nahoru, což dále posune rameno síly, které se otáčí řídicí jednotkou. Tato působící síla se přenáší na úder, který se také pohybuje dolů. Razník je veden vodítkem razníku, které je upevněno tak, že je razník jasně veden k matrici. Materiály jsou mezi razníkem a matricí. Když razník sestupuje dolů, materiál se stříhá na požadovaný profil razníku a polotovar se posune dolů vůlí matrice.

Ⅳ POSTUP NÁVRHU:

⒈Výběr materiálu:Při přípravě jakékoli části stroje je třeba správně zvolit typ materiálu s ohledem na design a bezpečnost. Výběr materiálu pro strojírenské použití je dán následujícími faktory:

⑴ Dostupnost materiálu

⑵ Vhodnost materiálu pro aplikaci produktu.

⑶ Vhodnost materiálu pro požadované pracovní podmínky,

⑷ Náklady na materiály.

Stroj je v zásadě vyroben z měkké oceli. Důvody pro výběr jsou:

① Mírná ocel je na trhu snadno dostupná,

② Použití je ekonomické,

③ Je k dispozici ve standardních velikostech,

④ Má dobré mechanické vlastnosti, tj. Má dobrou schopnost stroje.

⑤ Má mírný faktor bezpečnosti, protože vysoký faktor bezpečnosti vede ke zbytečnému plýtvání materiálem a těžkému výběru. Nízký faktor bezpečnosti vede ke zbytečnému riziku poruchy,

⑥ Má vysokou pevnost v tahu,

⑦ Nízký koeficient tepelné roztažnosti.

Materiály děrovaných plechů jsou brány jako hliník a plast, protože v tomto scénáři nahrazují mnoho kovů kvůli jejich charakteristickým vlastnostem a vlastnostem.

Calc Výpočet síly pro stávající návrh razníku:

Použité termíny a vzorce:

• Řezná síla: - Síla, která musí působit na základní materiál, aby se mohl řezat přířez nebo slimák.

• Odizolovací síla: - Síla vyvinutá v důsledku odpružení (nebo pružnosti) děrovaného materiálu, který uchopuje razník.

• Řezná síla = L x t x Tmax

• Odizolovací síla = 10% - 20% řezné síly

• L = délka obvodu, který má být řezán v mm

• t = tloušťka plechu v mm

• Tmax = pevnost ve smyku v N / mm2

• Vzorec pro výpočet lisovací síly je následující -

• Lisovací síla = řezná síla + stahovací síla

Ukázkový výpočet pro hliníkový plech

Zde je ukázkový výpočet pro výpočet razicí síly potřebné pro různé tloušťky hliníkových plechů.

• Celková délka řezu, L = 50 mm.

• Pokud je tloušťka plechu, t = 1 mm.

• Maximální pevnost v tahu hliníku, Tmax = 180 N / mm2

• Celková řezná síla = L x t x Tmax

• Celková řezná síla = 50 × 1 × 180

• Celková řezná síla = 9000 N

• Odizolovací síla = 15% řezací síly = 1350 N.

• Lisovací síla = řezná síla + stahovací síla = 9000 N + 1350 N = 10350 N

Ukázkový výpočet plastového plechu

Zde je ukázkový výpočet pro výpočet razicí síly potřebné pro různou tloušťku plastového plechu.

• Celková délka řezu L = 50 mm.

• Pokud je tloušťka plechu, t = 1 mm.

• Maximální pevnost v tahu plastu, Tmax = 90 N / mm2

• Celková řezná síla = 4500 N

• Odizolovací síla = 675 N

• Lisovací síla = řezná síla + stahovací síla = 4500 + 675 N = 5175 N

⒊ Úpravy v Punch Designu:

Stříhání razníku: Pokud je plocha razníku kolmá k ose pohybu, je celý obvod řezán současně. Nakloněním čela razníku pod úhlem, což je vlastnost známá jako střih, lze řeznou sílu podstatně snížit. Okraj je nyní řezán progresivním způsobem, podobně jako působení nůžek nebo otevření nápojové plechovky.

Fmax = maximální síla potřebná k děrování plechu o tloušťce t v Newtonech (N)

K = procento prostupu

t = tloušťka plechu v mm

I = Množství smyku daného nástroji (ve smyslu t) v mm

i) hliníkový plech

1) Pro I = t / 5 & K = 0,6

F = 0,75 Fmax

2) Pro I = t / 4 & K = 0,6

F = 0,705 Fmax

3) Pro I = t / 3 & K = 0,6

F = 0,643 Fmax

4) Pro I = t / 2 & K = 0,6

F = 0,545 Fmax

5) Pro I = t / 1 & K = 0,6

F = 0,375 Fmax

Comparison Porovnání síly pro hliníkové a plastové plechy:

• Pro hliník, razicí síla (F) = 11643,75 N

• Pro plasty, razicí síla (F) = 5796 N

• Protože válec bude navržen pro maximální razicí sílu (v tomto případě hliník), lze tloušťku plastového plechu dále měnit.

• Proto je maximální tloušťka plastového plechu, která může být děrována, vypočtena jako

Faluminium = 1,15 x (L x Tmax x t) plast

11643,75 = 1,15 x 50 x 90 x t

t = 2,25 mm

Maximální tloušťka děrovaného plastového plechu = 2,25 mm

⒌ Návrh válce:

• Požadovaná síla = 12000 N (zaokrouhlení 11643,75 na 12000 N)

• Pracovní tlak = 10 bar

• K nalezení průměru díry válce použijeme následující vzorec: -

• Podle vzorce je průměr díry válce = 123,6 mm

• Podle standardního průměru díry = 125 mm

Podle průměru díry

• Průměr pístní tyče je = 32 mm

• Délka zdvihu = 200 mm

Ⅴ NAVRHOVANÝ PNEUMATICKÝ DĚROVACÍ STROJ V KATII:

Model pneumatického děrovačky CATIA je vyvinut na základě výpočtů provedených podle požadavku razicí síly.

Ⅵ ZÁVĚR:Pneumaticky ovládaný děrovací stroj je vhodný pro malá a střední odvětví. Na základě smyku poskytnutého na čelní straně razníku se snížení razicí síly o 25% až 60%, čímž se zvyšuje životnost nástroje asnížení nákladů na obrábění nástroje. Proto s tímto snížením síly jsme schopni snadno děrovat plechy o tloušťce až 2,25 mm pro plastové plechy s pevností v tahu 90 N / mm2 a až 1,5 mm hliníkového plechu s pevností v tahu180 N / mm2.

Ⅶ BUDOUCÍ ROZSAH PŮSOBNOSTI:V tomto stroji se stlačený vzduch používá k pohybu děrovacího nástroje pro provádění děrovací operace. Po dokončení cyklu vzduch proudí ven ven ven ven z elektromagnetického ventilu. Tento vzduch se uvolňuje doatmosféra. V budoucnu bude možné vyvinout mechanismus, který tento vzduch znovu použije pro práci válce.