numero Sfoglia:26 Autore:Editor del sito Pubblica Time: 2024-04-25 Origine:motorizzato
Questo documento rappresenta il lavoro implementato nella progettazione, fabbricazione e funzionamento di un modello di una macchina idraulica per imbutitura profonda (DDM) economica, attualmente utilizzata nel laboratorio dei processi di produzione del Dipartimento di ingegneria industriale (IED) dell'Università nazionale di An-Najah.La macchina viene utilizzata per condurre diversi esperimenti relativi al processo di imbutitura profonda.
Come noto, l'imbutitura profonda è un processo di lavorazione della lamiera in cui un punzone trascina un foglio grezzo in una cavità dello stampo per formare parti a forma di tazza o scatolare [1].
Questo lavoro è stato svolto in tre fasi;la prima è stata la fase di progettazione, nella quale sono stati completati tutti i calcoli progettuali degli elementi DDM in base alle specifiche del prodotto (tazza) da disegnare.La seconda è stata la fase di costruzione, in cui gli elementi DDM sono stati fabbricati e assemblati nei laboratori di ingegneria dell'università.L'ultima è stata la fase operativa e di sperimentazione, in cui il DDM è stato testato conducendo diversi esperimenti.
In conclusione, l'esperienza maturata nella progettazione e costruzione di un'attrezzatura meccanica da laboratorio si è rivelata vincente in termini di ottenimento di risultati pratici in linea con quelli disponibili in letteratura, di risparmio di denaro rispetto al costo di un'attrezzatura simile acquistata, nonché di miglioramento degli studenti capacità di comprendere il processo di imbutitura in particolare e i concetti di progettazione degli elementi della macchina in generale.
Parole chiave: imbutitura profonda, progettazione di elementi della macchina, progettazione dei, assemblaggio e fabbricazione della macchina, indagine sperimentale sulla forza di trazione e sulla corsa di trazione
L'imbutitura profonda è un processo di lavorazione della lamiera utilizzato per formare parti a forma di tazza o di scatola utilizzando un punzone che trascina un pezzo grezzo nella cavità dello stampo.Questo processo viene eseguito posizionando un foglio bianco di una certa dimensione sopra l'apertura dello stampo e premendo questo pezzo grezzo nella cavità dello stampo con un punzone, come mostrato nella Figura 1, [1].I prodotti tipici realizzati con questo processo sono lattine per bevande, vasche da bagno, contenitori di diverse dimensioni e forme, lavelli e pannelli di automobili.
In questo articolo viene studiata l'operazione di disegno di base, ovvero il disegno di una parte a forma di tazza con parametri come mostrato nella Figura 1, in questa operazione di base un foglio bianco circolare di diametro Db e spessore t viene posizionato sopra il apertura della matrice di una matrice avente un raggio d'angolo Rd.Successivamente il grezzo viene trattenuto con una certa forza da un premigrezzo (anello di bloccaggio).Successivamente viene utilizzato un punzone con diametro Dp e raggio angolare Rp per punzonare il foglio grezzo nella cavità della matrice, formando così la parte a forma di tazza.
Inoltre, il punzone si muove ad una certa velocità V ed applica una certa forza verso il basso F per ottenere la deformazione del metallo, mentre il premilamiera applica una forza di trattenimento Fh per evitare che il pezzo venga deformato.
rugoso.
In realtà, questo articolo presenta la progettazione e la fabbricazione di una macchina per imbutitura profonda economica 'DDM' che produce un prodotto a forma di tazza pre-identificato, il DDM è ora montato e utilizzato per la sperimentazione nel laboratorio dei processi di produzione nel dipartimento di IE presso An-Najah University, il documento presenta la progettazione dettagliata degli elementi principali del DDM, tra cui il punzone e la matrice, e la fabbricazione e l'assemblaggio del DDM, presenta inoltre il funzionamento e il test del DDM attraverso la conduzione di esperimenti sulla forza di trafilatura rispetto al trafilamento ictus e confrontare i risultati con i dati pubblicati.
Questa sezione discute alcuni concetti generali del processo di imbutitura profonda, comprese le misure di imbutitura, la forza di imbutitura e la forza di tenuta
Una delle misure più importanti dell'operazione di imbutitura profonda è il rapporto di imbutitura limitante LDR.Il rapporto limite di trafilatura è definito come il rapporto massimo tra il diametro del foglio bianco e il diametro del punzone che può essere trafilato in condizioni ideali in una sola corsa senza guasti [2].
La forza nel punzone richiesta per produrre una tazza è la somma della forza di deformazione ideale, delle forze di attrito e della forza richiesta per produrre la stiratura.La Figura 2 mostra la relazione tra la forza di trazione e la corsa di trazione [2].
La forza di tenuta h F gioca un ruolo importante nell'imbutitura profonda.In via approssimativa, la pressione di mantenimento può essere fissata ad un valore pari a 0,015 del carico di snervamento della lamiera [1].
Pertanto, moltiplicando la pressione di tenuta per la porzione dell'area iniziale del pezzo grezzo che deve essere trattenuta dal premilamiera, possiamo stimare la forza di tenuta ( h F ) come [1].
Per l'imbutitura profonda viene generalmente utilizzata una pressa meccanica a doppio effetto, vengono utilizzate anche presse idrauliche.La pressa a doppia azione controlla il punzone e il premilamiera in modo indipendente e forma il pezzo a velocità costante.
Poiché la forza del premilamiera controlla il flusso della lamiera all'interno dello stampo, ora le presse sono state progettate con forza del premilamiera variabile.In queste presse la forza del premilamiera viene variata con la corsa del punzone.
Il fattore più importante nella progettazione della matrice è il raggio dell'angolo (d R) della matrice.Questo raggio deve avere un valore ottimale poiché il materiale viene tirato su di esso.Il valore del raggio ottimale della fustella dipende dai requisiti di stampa e dal tipo di materiale da disegnare.Ovviamente, minore è il raggio della matrice, maggiore sarà la forza necessaria per estrarre la tazza.Il raggio della matrice può essere compreso tra quattro e otto volte lo spessore del pezzo grezzo [3]. Cioè
In pratica si consiglia di iniziare con d R pari a 4t ed aumentarlo se necessario.
Allo stesso modo, il raggio della punta del punzone (p R) è importante poiché modella il raggio del fondo della tazza prodotta.Se p R è troppo piccolo, il raggio inferiore della coppa potrebbe strapparsi.Potrebbe essere necessario rendere il raggio più grande del necessario e ridurne le dimensioni nelle successive operazioni di disegno.Per cominciare, è possibile utilizzare uno spessore del raggio di 4 t rispetto al pezzo grezzo.[3].
Il DDM è stato progettato per produrre parti a forma di tazza in un'unica corsa, come affermato in precedenza, lo scopo della progettazione del DDM è fornire al laboratorio dei processi di produzione dell'Università di An-Najah un apparato in grado di dimostrare il processo di imbutitura profonda e anche di essere utilizzato dagli studenti per eseguire alcuni esperimenti di base relativi al processo di imbutitura profonda.In realtà, per progettare un DDM adeguato, è necessario prima determinare le specifiche del prodotto (la tazza), la forza di disegno e la forza di tenuta.
Il prodotto del DDM richiesto viene scelto come una semplice tazza avente un determinato diametro interno (d) e profondità (h) e da produrre utilizzando una lamiera di spessore (t).
Le dimensioni della tazza devono essere scelte in modo tale che l'operazione di imbutitura profonda sia fattibile per produrre la tazza in un'unica corsa;per misurare la fattibilità dell'operazione, l'LDR, il rapporto spessore/diametro (t/D) e la percentuale di riduzione (Re) devono soddisfare le condizioni di fattibilità menzionate nella sezione 2 del presente documento.Per fare ciò, è stato deciso che lo spessore della lamiera da utilizzare per produrre la tazza fosse t = 1 32 pollici. 0,8 mm, quindi -sulla base delle raccomandazioni riportate nella sezione 2-
La coppa deve essere prodotta in ottone giallo C 26800 (65% Cu, 35% Zn) con UTS 322MPa,S 98MPa.y Utilizzando l'equazione (5) con Dp = 50 mm;si può calcolare la forza di trafilatura per produrre la tazza come F = 36,4 KN.Allo stesso modo, dall'equazione (6) Fh = 14 KN.Quindi la forza di trazione totale (Fd) che deve essere applicata dal DDM è pari alla somma di F e Fh, ovvero Fd = 50,4 KN.Per scopi di progettazione degli elementi DDM;la Fd dovrà essere moltiplicata per un fattore di carico pari a 1,6.
Questa sezione presenta la progettazione degli elementi principali selezionati della macchina per imbutitura profonda (DDM).La Figura (4) mostra una sezione del DDM, i suoi elementi e la legenda associata.La Figura (5) è la sua foto.
Una volta determinate le specifiche della tazza come spiegato in precedenza, è possibile determinare la specifiche della matrice e del punzone utilizzati per produrre quella tazza.
Il punzone deve cioè avere un diametro esterno pari al diametro interno della tazza, cioè 50 mm. Inoltre deve essere sufficientemente alto da produrre la profondità richiesta (20 mm) della coppetta.Quindi, il pugno era progettato per avere un diametro esterno di 50 mm, un raggio di punzonatura (p R) di 3,2 mm e un'altezza di 80 mm.
Matrice e punzone sono le parti accoppiate in questo processo;pertanto, il diametro interno della matrice sarà uguale al diametro esterno del punzone più la compensazione del gioco tra loro.Figura (6) illustra le dimensioni dello stampo.
La piastra di supporto superiore, come indica il nome, viene utilizzata per sostenere il DDM sostenendo l'impianto idraulico cilindro della macchina.Pertanto, la progettazione di questa piastra deve basarsi sulla forza massima fornita dalla centralina idraulica che equivale a 1,6 Fd = 80 KN.La Figura (7) ne mostra le dimensioni piastra, mentre la Figura (8) è il diagramma del corpo libero della piastra.Come mostrato nella figura (8), la parte caricata di questa piastra può essere approssimata come un supporto fisso da entrambe le estremità con un carico centrale applicato daunità idraulica.
Le reazioni in A e C sono identiche e pari a 40 KN, e i momenti in A, B e C sono uguali MA = 2090 Nm, MB = 2200 Nm e MC = 2090 Nm, rispettivamente [4].La sezione B (la campata centrale) è quella critica sezione.Sotto questo carico, la sollecitazione normale massima in questa sezione è pari a 27,7 MPa.Il piatto è realizzato in acciaio laminato a caldo con Sy = 170 MPa, quindi il fattore di sicurezza che protegge dallo snervamento della piastra superiore è pari a 6.
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