Recenze Pneumatického děrovacího stroje a úpravy v děrovacím nástroji ke snížení požadavků na děrovací sílu

ABSTRAKT:-Tato projektová práce se zabývá návrhem pneumaticky řízeného děrovacího stroje malého rozsahu pro provádění operace děrování tenkých plechů (1-2 mm) z různých materiálů (hliník a plast). Snížení požadavku na děrovací sílu, které je hlavním cílem této projektové práce, je dosaženo úpravou konstrukce děrovacího nástroje, tj. zajištěním smyku na čele razníku. Následně to má za následek snížení velikosti požadované děrovací síly. A dále je vyvinut CATIA model stroje na základě výpočtů s ohledem na požadavek na sílu děrování.

KLÍČOVÁ SLOVA:-Síla děrování, Síla stahování, Děrovač, Jednoduchý a dvojitý střih, Procentuální penetrace a Pneumatický válec.

ⅠÚvod

Pneumatický děrovací stroj je pro výrobu podobných výrobků vždy lepší volbou než hydraulický děrovací stroj, pokud je pro danou metodu vhodný. Je poměrně hospodárnější pro výrobu velkého množství produktů, protože používá stlačený vzduch spíše než nějakou hydraulickou kapalinu, která je poměrně drahá. Pneumatický děrovací stroj používá stlačený vzduch k vytvoření vysokého tlaku, který má být aplikován na píst. Solenoidový ventil řídí směrový tok vzduchu do a z válce. Polyuretanové trubky se používají pro přenos tlaku z pneumatického válce na sestavu razníku. Vysokotlaký vzduch přiváděný do razníku jej tlačí na materiál a jak razník klesá na plech, tlak vyvíjený razníkem nejprve způsobí plastickou deformaci plechu. Vzhledem k tomu, že vůle mezi lisovníkem a lisovníkem je velmi malá, dochází k plastické deformaci v lokalizované oblasti a listový materiál přiléhající k řezným hranám lisovníku a lisovnice je vysoce namáhán, což způsobuje, že lom začíná na obou stranách. plechu, jak postupuje deformace.

Ⅱ Popis stroje

Pneumatický vysekávací stroj je vyvinut s použitím různých komponent. Komponenty jsou pneumatický válec, regulátor tlaku, solenoidový/směrový regulační ventil, průtokový regulační ventil, kompresor, montážní stůl. Válec se používá pro pohyb děrovacího nástroje nahoru a dolů, který provádí děrovací operaci na plech z hliníku/plastu. Kompresor dodává stlačený vzduch do válce, který způsobuje pohyb pístnice. Komponenty pneumatické automatizace ve velké míře využívají těsnicí materiál vyrobený z pryžových směsí. Pro efektivní a bezproblémové fungování těchto těsnění je třeba je naolejovat nebo promazat, aby se snížilo tření a koroze. K mazání zařízení poháněného stlačeným vzduchem je nejúčinnějším a nejhospodárnějším způsobem vstřikování maziva do stlačeného vzduchu, který pohání toto zařízení. Solenoidový/Směrový řídicí ventil se používá k ovládání směru vzduchu.

Ⅲ Pracovní princip

Stlačený vzduch z kompresoru o tlaku 8 až 12 bar je veden potrubím připojeným k elektromagnetickému ventilu s jedním vstupem. Elektromagnetický ventil je ovládán řídicí jednotkou časování. Solenoidový ventil má dva výstupy a jeden vstup. Vzduch vstupující do vstupu vychází ven přes dva výstupy, když je aktivována řídicí jednotka časování. V důsledku vysokého tlaku vzduchu ve spodní části pístu je tlak vzduchu pod pístem větší než tlak nad pístem. Tím se pohybuje pístnice směrem nahoru, která dále posouvá nahoru silové rameno, které se otáčí řídicí jednotkou. Tato síla se přenáší na razník, který se také pohybuje směrem dolů. Razník je veden vodítkem razníku, které je upevněno tak, že razník je jasně veden k matrici. Materiály jsou mezi razníkem a matricí. Takže jak razník klesá dolů, materiál se stříhá na požadovaný profil razníku a polotovar se pohybuje dolů skrz vůli matrice.

Ⅳ Postup návrhu

⒈Výběr materiálu: Pro přípravu jakékoli strojní součásti by měl být správně zvolen typ materiálu s ohledem na konstrukci 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 materiál.

Stroj je v podstatě vyroben z měkké oceli. Důvody výběru jsou:

① Měkká ocel je snadno dostupná na trhu,

② Použití je ekonomické,

③ Je k dispozici ve standardních velikostech,

④ Má dobré mechanické vlastnosti, tj. má dobrou strojní schopnost.

⑤ Má mírný faktor bezpečnosti, protože vysoký faktor bezpečnosti má za následek zbytečné plýtvání materiálem a velký výběr. Nízký faktor bezpečnosti má za následek zbytečné riziko selhání,

⑥ Má vysokou pevnost v tahu,

⑦ Nízký koeficient tepelné roztažnosti.

Materiály plechů, které mají být děrovány, jsou brány jako hliník a plasty, protože v tomto scénáři nahrazují mnoho kovů kvůli jejich charakteristickým vlastnostem a vlastnostem.

⒉ Výpočet síly pro stávající konstrukci razníku:

Použité výrazy a vzorce:

• Řezná síla: - Síla, která musí působit na materiál polotovaru, aby se odřízl polotovar nebo polotovar.

• Stahovací síla: - Síla vyvinutá v důsledku zpětné pružiny (nebo pružnosti) vyraženého materiálu, který svírá lisovník.

• Řezná síla = L xtx Tmax

• Odizolovací síla =10% -20% řezné síly

• L= Délka okraje k odříznutí 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

Vzorový výpočet pro hliníkový plech

Zde je ukázkový výpočet pro výpočet děrovací síly potřebné pro různé tloušťky hliníkového plechu.

• Celková délka řezu, L = 50 mm.

• Pokud Tloušťka plechu, t = 1 mm.

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

• Celková řezná síla = L xtx Tmax

• Celková řezná síla = 50 × 1 × 180

• Celková řezná síla = 9000 N

• Odizolovací síla = 15 % řezné síly = 1350 N

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

Vzorový výpočet pro plastovou desku

Zde je ukázkový výpočet pro výpočet děrovací síly potřebné pro různé tloušťky plastové fólie.

• Celková délka řezu L = 50 mm.

• Pokud 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

⒊Úprava v designu děrování:

Stříhání razníku: Pokud je čelo razníku kolmé k ose pohybu, celý obvod se ořízne současně. Nakloněním čela razníku pod úhlem, což je znak známý jako smyk, lze podstatně snížit řeznou sílu. Okraj je nyní řezán progresivním způsobem, podobně jako při působení nůžek nebo při otevírání plechovky od nápoje.

Fmax= Maximální síla potřebná k proražení plechu o tloušťce t v Newtonech (N)

K= Procentuální penetrace

t = tloušťka plechu v mm

I= Velikost smyku daného nástroje (v t) v mm

i) Hliníkový plech

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

F=0,75Fmax

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

F=0,705Fmax

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

F=0,643Fmax

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

F=0,545Fmax

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

F=0,375Fmax

⒋ Porovnání síly pro hliníkovou a plastovou desku:

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

• Pro plast, děrovací síla (F) = 5796 N

• Vzhledem k tomu, že válec bude navržen pro maximální razicí sílu (v tomto případě hliník), lze tloušťku plastové fólie dále měnit.

• Proto se maximální tloušťka plastové fólie, kterou lze děrovat, vypočítá jako

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

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

t = 2,25 mm

Maximální tloušťka plastové desky, kterou lze děrovat = 2,25 mm

⒌ Konstrukce válce:

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

• Pracovní tlak = 10 bar

• Pro zjištění průměru vrtání válce použijeme následující vzorec:-

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

• Průměr otvoru dle normy = 125 mm

Podle průměru vrtání,

• Průměr pístnice je = 32 mm

• Délka zdvihu = 200 mm

Ⅴ Navržený pneumatický děrovací stroj IN Catia

Model pneumatického vysekávacího stroje CATIA je vyvinut na základě výpočtů provedených podle požadavku na vysekávací sílu.

Ⅵ Závěr

Pneumaticky ovládaný vysekávací stroj je vhodný pro menší a středně velká průmyslová odvětví. Na základě smyku poskytnutého na čele razníku se snižuje děrovací síla o 25 % až 60 %, čímž se prodlužuje životnost nástroje a snížení 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 hliníkový plech s pevností v tahu 180 N/mm2.

Ⅶ Budoucí rozsah

V tomto stroji se stlačený vzduch používá k pohybu děrovacího nástroje pro provádění děrovací operace. Po dokončení cyklu se vzduch pohybuje ven výstupním portem solenoidového ventilu. Tento vzduch se uvolňuje do atmosféru. V budoucnu lze vyvinout mechanismus, který tento vzduch opět využije pro činnost válce.