1. Univerzitet u Tuzli
Mašinski fakultet
Proizvodno mašinstvo
GRAFIČKI RAD
Predmet: Alati u obradi materijala deformisanjem
Student: Jusuf Agić II-48/16 Profesor:Dr.sc Emir Šarić vanr. prof.
Tuzla,2021
2. 1
SADRŽAJ:
POSTAVKA ZADATKA:................................................................................................................................ 3
PODACI O PROIZVODU ............................................................................................................................. 4
1. ODREĐIVANJE POLAZNIH DIMENZIJA.................................................................................................... 5
1.1 TEHNOLOGIČNOST RADIJUSA SAVIJANJA............................................................................................ 5
1.2 RAZVIJENA DUŽINA RADNOG KOMADA .............................................................................................. 5
1.2 ODREĐIVANJE DIMENZIJA PLATINE I DIMENZIJA ULAZNE ŠIRINE LIMA ............................................... 6
2. TEHNOLOŠKO-EKONOMSKA ANALIZA I RASPORED REZNIH ELEMENATA .............................................. 6
2.1 JEDNOREDNI UZDUŽNI RASPORED KOMADA (VARIJANTA 1)............................................................... 7
2.2 JEDNOREDNI POPREČNI RASPORED KOMADA (VARIJANTA 2)............................................................. 8
2.4 ODREĐIVANJE POTREBNOG MATERIJALA I PRORAČUN TROŠKOVA..................................................... 9
3. PRORAČUN ELEMENATA NA SAVIJANJE.............................................................................................. 10
ODREĐIVANJE ELEMENATA ELASTIČNOG ISPRAVLJANJA ........................................................................ 10
ODREĐIVANJE REDOSLIJEDA OPERACIJA/SAVIJANJE PA PROBIJANJE ILI OBRNUTO/ ............................... 11
4. ANALIZA TIPOVA ALATA ZA PROBIJANJE/PROSIJECANJE I SAVIJANJE................................................... 13
4.1. ZASEBNI ALATI ZA PROBIJANJE/PROSIJECANJE I SAVIJANJE.............................................................. 13
4.2 UZASTOPNI ALATI ZA PROBIJANJE/PROSIJECANJE I SAVIJANJE.................................................... 14
4.3. BLOK ALATI ZA PROBIJANJE/PROSIJECANJE I SAVIJANJE.............................................................. 15
5. REDOSLIJED IZVOĐENJA OPERACIJA.................................................................................................... 16
6. PRORAČUN POTREBNIH DEFORMACIONIH SILA.................................................................................. 16
6.1. PRORAČUN SILA SAVIJANJA ............................................................................................................. 22
6.2. DEFORMACIONI RAD : ..................................................................................................................... 24
3. 2
7. ANALIZA IZVRŠNIH ELEMENATA KOMBINOVANOG ALATA I NJIHOV PRORAČUN.............................. 25
7.1. PROBOJCI/ PROSJEKAČI (ŽIGOVI....................................................................................................... 25
7.2 PROVJERA POVRŠINSKOG PRITISKA NA MJESTU OSLANJANJA IZVRŠNIH ELEMENATA....................... 26
7.3. PRORAČUN PROBOJACA I PROSJEKAČA NA IZVIJANJE...................................................................... 26
7.4 PRORAČUN REZNE PLOČE................................................................................................................. 27
7.5. REZNA PLOČA -MATICA ................................................................................................................... 28
7.6 MEĐUPLOČA .................................................................................................................................... 30
7.7 NOSEĆA PLOČA................................................................................................................................. 30
7.8 VODEĆA PLOČA ................................................................................................................................ 30
7.9 DONJA PLOČA................................................................................................................................... 30
8. IZBOR VODEĆIH STUBOVA I VODEĆIH ČAHURA................................................................................... 30
9. IZBOR POTREBNE DEFORMACIONE MAŠINE....................................................................................... 32
4. 3
POSTAVKA ZADATKA:
Za proizvod prikazan na donjoj slici potrebno je konstruisati kombinovani alat za izradu 300.000
komada (rok od 3 godine) kvaliteta IT9, uzastopnim probijanjem/prosijecanjem i savijanjem.
Potrebno je provjeriti koliko se za zadani izradak može izraditi jedan alat, ili je ipak potrebno više
deformacionih alata.
Rad treba da sadrži:
1. Određivanje polaznih dimenzija komada (razvijena dužina, dimenzije platine); određivanje
dimenzija polazne trake (ukupna ulazna širina, izlazna širina, izbor širina ruba i širine
mosta,itd.);
2. Izvršiti analizu ekonomičnosti za najmanje tri varijante (odrediti troškove materijala, korak
trake, itd.);
3. U mjerilu nacrtati odabrane i analizirane varijante posmaka trake kroz alat;
4. Proračun elastičnog ispravljanja pri savijanju;
5. Ispitati koji tip alata je najpogodniji u cilju izrade predmeta, prednosti i nedostaci svih tipova
alata za kombinovane procese probijanja/prosijecanja i savijanja;
6. Proračun potrebnih deformacionih sila (sile probijanja i prosijecanja, sile savijanja, sile
pritiskivanja, itd.) kao i potreban deformacioni rad;
7. Izvršiti izbor potrebne deformacione mašine (prese) prema određenim kriterijima (visina
hoda alata, nominalne deformacione sile, dimenzije alata, načinu vezivanja alata sa presom,
načinu izbacivanja predmeta iz alata, itd.);
8. Potpunu CAD-tehničku dokumentaciju (trodimenzionalni model alata i radioničke crteže svih
nestandardnih elemenata alata);
5. 4
PODACI O PROIZVODU
Tolerancije u skladu sa DIN 6930 i DIN 6935;
Materijal: čelik Č.0545 (St 50-2);
Mehaničke karakteristike: smičuća čvrstoća: 400-480[MPa];
Relativna deformacija nakon prekida: 20%
Kvalitet izrade
Broj komada: 300.000
Period izrade: 3 godine.
7. 6
1.2 Određivanje dimenzija platine i dimenzija ulazne širine lima
Obzirom da su dimenzije platine ovisne od razvijene dužine komada, ukupna ulazna širina
trake dobit će se kao zbir dužine platine i dodataka za širinu ruba. Uloga dodataka za širinu
ruba i širinu mosta jeste osiguranje potrebne krutosti trake pri kretanju kroz alat kao i
kompenzacija eventualnih grešaka pomjeranja trake. Ovi dodaci zavise od vrste materijala
lima, debljine lima, oblika radnog predmeta, itd.
Prema uputstvu na strani 2.22 i podacima iz tabele 2.2. (Himzo Đukić – Konstrukcija alata)
dobiju se dimenzije ruba i mosta:
b= 4,1*0,9 = 3,6 [𝑚𝑚]
𝑏 = 4,6 ∗ 0,9 = 4,14 [𝑚𝑚]
Širina trake se računa kao:
𝐵 = 𝐿 + 2𝑏
𝐵 = 99,693 + 2 ∗ 3,69
𝐵 = 107,073 [𝑚𝑚]
𝐵 = 110 [𝑚𝑚]
2. TEHNOLOŠKO-EKONOMSKA ANALIZA I RASPORED REZNIH ELEMENATA
Dijelovi (izradci) od lima treba da su konstrukcijski oblikovani kako bi izrada cjelokupnog alata
bila ekonomična s obzirom na složenost procesa izrade, neophodne obradne sisteme i
troškove materijala.
Elementi za ocjenu tehnologičnosti konstrukcije izradka su: utrošeni materijal, broj i
komplikovanost operacija tehnološkog procesa izrade, potrebni obradni sistemi, postojanost
alata, potrebe naknadnih obrada, raspored reznih elemenata i drugo [Jovičić, Tanović].
Raspored reznih elemenata može biti jednoredni, višeredni, višeredni smaknuti i kombinovani.
8. 7
2.1 Jednoredni uzdužni raspored komada (Varijanta 1)
Pretpostavlja se da se pri odsijecanju na makazama gubi oko 3% materijala. Zbog toga se broj
potrebnih traka uvećava. Svi izrazi su iz B.Musafija (151.str., Tabela 21 ).
Širina trake: 𝐵 = 𝐿 + 2𝑏 = 100 + 2* 3,69 = 107,073
𝐵 = 110[mm]
Dužina trake: 𝐿 = 2000 [𝑚𝑚]
Posmak trake: v= 𝑙 + 𝑏 = 150 + 4,14 =
V= 154,14 [mm]
Broj komada u jednoj traci: 𝑧 = =
,
,
=12,47
dakle 𝑧 = 12
Potreban broj traka : 𝑧 =
. ∗
= 25 750
Dakle 𝑧 =25 750
Stepen iskorištenja (efektivna površina izratka/površinu trake):
ƞ =
∙
∙
=
∗
∗ ∗
= 07943 =>79,43%
𝐴 = 100 ∙ 150 = 9569[𝑚𝑚 ];
𝐴 = 110 ∙ 2000 = 220 000[𝑚𝑚 ];
10. 9
2.4 Određivanje potrebnog materijala i proračun troškova
Potrebna masa materijala za godišnju potrošnju se računa prema izrazu:
𝑚 = 𝑆𝑣𝑜𝑟 ∙ 𝐵 ∙ 𝑠 ∙ 𝜌 ∙
𝑁𝑎
𝑍𝑣
Gdje je: Svor – korak trake ovisno o varijanti;
B – širina trake ovisno o varijant;
So – debljina trake;
Godišnji troškovi materijala se računaju prema:
𝜌 = 𝑚 ∙ 𝜌
Gje je : ρm – specifična težina materijala [€/kg]
Troškovi materijala za cijeli period proizvodnje ( 3 godine ) se određuje prema izrazu:
𝑃 = 𝑝 ∙ 𝑡
Analiza troškova za sve varijante prikazana je u narednim tabelama:
Varijanta 1 Varijanta 2
Korak trake, v [mm] 159,14 103,833
Širina trake, B [mm] 110 106
Debljina lima, s0 [mm] 1 1
Specifična težina, gustina, ρ [kg/m3
] 7850 7850
Ukupan broj komada 300000 300000
Broj izradaka po jednom koraku 1 1
Specifična cijena materijala, [€/kg] 1 1
Period izrade u godinama, tf 3 3
Potrebna masa materijala u godini, ma [kg] 41 356 39 124
Godišnji troškovi materijala, pa [€] 41 356 39 124
Ukupni troškovi materijala, P [€] 124 069 117 372
Uporedba, % 102 0
Prekomjerni troškovi za cijeli period, [€] 1224 2227,23
11. 10
3. PRORAČUN ELEMENATA NA SAVIJANJE
Određivanje elemenata elastičnog ispravljanja
Slika 3.1 Faktor elastičnog ispravljanja
Faktor elastičnog ispravljanja se označava kao K i predstavlja ovisnost između radijusa
savijanja i debljine lima. Po G.Oehler-u (slika 5.) za materijal čelik St 50-2 te na osnovu
poznatim podataka:
• Materijal: čelik St 50-2
• Radijusi savijanja: r=2[mm];
• Debljina lima: s0=1 [mm];
• Ugao savijanja: α=90 ˚
Odnos = 0,5, slijedi da je K=0,99;
Prema tome dakle, ugao savijanja bez elastičnog ispravljanja bi bio :
𝛼 = 𝐾 ∙ 𝛼 = 0,99 ∙ 90 = 89,1°
Odnosno, veličina ugla elastičnog ispravljanja iznosila bi 0,9˚. Dakle, prilikom konstrukcije alata
za elastično savijanje, moralo bi se voditi računa o elastičnom ispravljanju koje iznosi 0,9˚.
Potrebno bi bilo izvesti konstrukciju alata takvu, da obezbijedi preopreterećenje lima, kako bi
se dobio zahtijevani ugao savijanja koji iznosi 90˚. Ugao kalupa deformacionog alata pri kojem
će doći do elastičnog ispravljanja, da bi se dobila zahtijevani ugao savijanja je:
𝛼 =
𝛼
𝐾
=
90°
0,99
= 90,9°
Profil se mora preopteretiti za vrijednost ugla od 0,9˚.
12. 11
Slika 3.2. Vrijednost Faktora ispravljanja K
Određivanje redoslijeda operacija/savijanje pa probijanje ili obrnuto/
Da bi se odredilo, da li se opracija probijanja može izvoditi poslije savijanja, potrebno je da se
ispuni sljedeći uslov, prema DIN 6935; a to je da:
Slika 3.3 Udaljenost radijusa savijanja od otvora probijanja saglasno sa DIN 6935
𝑎 = 𝑠 ∗ 2 = 2 𝑚𝑚
𝑙 =𝑟 + 2𝑠 = 4 mm
Konkretno u ovom slučaju, minimalno rastojanje otvora od početka radijusa savijanja je:
amin=8 mm; dok je rastojanje utora od početka radijusa savijanja Lmin10 mm.
13. 12
Slika 3.4 Udaljenosti radijusa savijanja od otvora za probijanje na radnom komadu
Sa radioničkog crteža se može vidjeti da je najmanja udaljenost otvora od početka radijusa
savijanja na oba kraka veća od 4 mm tako da se u ovom slučaju može izvršiti operacija
probijanja prije operacije savijanja.
14. 13
4. ANALIZA TIPOVA ALATA ZA PROBIJANJE/PROSIJECANJE I SAVIJANJE
4.1. Zasebni alati za probijanje/prosijecanje i savijanje
Slika 4.1 Alat za probijanje i prosijecanje (lijevo) i alat za savijanje (desno)
Prednosti:
- Prosta i jednostavna konstruktivna izvedba alata za probijanje/ prosijecanje i savijanje
→ manji troškovi izrade alata.
- Male ukupne visine alata → potrebne manje dimenzije presa.
- Dobro iskorištenje materijala.
- Veliki broj izrade predmeta u jedinici vremena, međutim, obzirom da je potrebno
naknadno savijanje eliminira se prednost ostvarena kroz probijanje/ prosijecanje. To
je nedostatak.
Nedostaci:
- Potrebne dodatne naprave za vođenje trake kroz alate.
- Potreban veći broj radnika za manualno opsluživanje alata → postavljanje i vađenje
traka.
- Produktivno samo u zemljama sa niskim ličnim dohotkom.
- Duži periodi mašinskih obrada→ visoke cijene koštanja mašinske obrade.
15. 14
4.2 Uzastopni alati za probijanje/prosijecanje i savijanje
Slika 4.2 Alat za uzastopno probijanje i prosijecanje
Prednosti:
- Za komplikovane predmete obrade sa većim brojem probijanja i prosijecanja
(pogodno i za predmete sa malim debljinama lima i manjim debljinama rubova koji se
u blok- alatu ne mogu izraditi).
- Potrebna samo jedna presa.
- Visoka produktivnost.
- Postiže se visoka tačnost zbog koračnog pomjeranja trake.
- Za komplicirane predmete obrade koji se u jednoj operaciji probijanja/ prosijecanja
ne mogu izraditi.
- Kraći periodi mašinskih obrada → niže cijene koštanja mašinske obrade.
Nedostaci:
- Zbog kompleksnije izvedbe konstrukcije visoki troškovi razvoja, izrade i održavanja.
- Ograničenja po pitanju dimenzija presa → ograničene dimenzije alata → ograničene
dimenzije predmeta izrade.
16. 15
- Pri jednostavnijim konstruk vnim izvedbama( bez vodeće ploče sa oprugama) → krivi
se traka.
- Zbog velikog broja koraka (uslijed kompleksnosti predmeta izrade) moguće izrađivati
samo izratke manjih dimenzija, a obzirom na ograničenja po pitanju prostora.
4.3. Blok alati za probijanje/prosijecanje i savijanje
Slika 4.3 Blok alat
Na osnovu iznesenih karakteristika o mogućim konstruktivnim izvedbama alata za plastično
oblikovanje limova, te na osnovu dimenzija konačnog izratka, kao najrentabilnija
konstrukcija bira se alat sa uzastopnim probijanjem/prosijecanjem i savijanjem.
Proizvodnja predmeta pomoću bloka alata u jednoj operaciji realizirala bi se jako teško ili čak
nikako što bi rezultiralo i lošijom produktivnošću.
17. 16
5. REDOSLIJED IZVOĐENJA OPERACIJA
Na osnovu jednorednog poprečnog rasporeda određen je redoslijed odvijanja operacija i to:
1. Odsijecanje bočnim noževima;
2. Probijanje centralnog utora
3.Probijanje bočnih utora
4. Probijanje otvora
- 8x ɸ5 (otvor)
- 2x (15x45)mm utor
- 2x (5x15)mm utora
4. Zasijecanje
5. Savijanje
Slika 5.1 Redoslijed operacija
6. Proračun potrebnih deformacionih sila
6.1. Proračun sila probijanja i prosijecanja
Sila probijanja/prosijecanja računa se prema izrazu:
𝐹 = 𝑥 𝑓 𝑅 𝑙
𝑅 = 500-600 MPa - Zatezna čvrstoća za materijal Č.0545 tab. Br 4 Binko Musafija
𝑅 =550 Mpa
Korekcioni faktor f proračunava se izrazima iz sljedeće tabele.
18. 17
Za paralelne rezne ivice, faktor f=1 (zasijecanje i odsijecanje gotovog komada); a za probijanje kružnih
otvora f=0,66. Korekcioni faktor xF se određuje na osnovu slike 6.1
Sa dijagrama je očitana vrijednost xF=0,71.
19. 18
Nakon što su određeni svi tabelarni faktori, potrebno je još odrediti obime kontura koje se
probijaju/prosijecaju za svaku pojedinačnu operaciju.
Proračun obimne konture za bočno odsjecanje (operacija 1):
𝑙 = 2*100 mm
𝑙 = 200 mm
Proračun obimne konture za probijanje utora 14x50 mm
𝑙 = 2*l + 𝑅 𝜋 + 2 𝑙 mm
𝑙 = 2*36 +5 𝜋 + 2 ∗ 4 mm
𝑙 = 158,5 mm
Proračun obimne konture za probijanje utora 15X45 mm
20. 19
𝑙 = 2*l + 𝑅 𝜋 mm
𝑙 = 2*30 +7,5 𝜋 + mm
𝑙 = 236,625 mm
Proračun obimne konture za probijanje utora 5x 15 i otvora fi 5 x 8 mm
𝑙 = a*lmm
𝑙 = 5*15mm
𝑙 = 75mm
𝑙 =𝑅 𝜋 mm
𝑙 = 5 𝜋 mm
𝑙 =78,5mm
21. 20
Proračun obimne konture za zasjekač utora 5x 15 i otvora fi 5 x 8 mm
𝑙 = 2*109 + 4*11,5+ 5π *1,444+2*15
𝑙 = 407,39 mm
Odsijecanje gotovog komada
𝑙 = 2*l + 2*a
𝑙 = 2*4 + 2*4,14
𝑙 = 16,28 mm
22. 21
Sile pobijanja/prosjecanja:
𝐹 = 𝑥 𝑓 𝑅 𝑙
𝐹 = 0,71*1*550*200 = 78 100 [N]
𝐹 = 0,71*1*550*158,5 = 61 892,24 [N]
𝐹 = 0,71*1*550*236,625= 92 402 [N]
𝐹 = 0,71*1*550*75 = 29 287,5 [N]
𝐹 = 0,71*1*550*19,625 = 7663 [N]
𝐹 = 0,71*1*550*407,39 = 159 085[N]
𝐹 = 0,71*1*550*16,28 = 6375 [N]
𝐹 = 456 204 [N]
Povratna sila (vraćanje reznih elemenata iz zahvata) se računa preko sljedećeg obrasca i
podataka u tabeli ispod:
𝐹 = 𝐶 𝐹
Tabela 5 Radni faktor CR (Za slučajeve kada je u/s≥0,04)
Tabela 6 Preporuke radnog faktora CR od Kern & Liebers
Za naknadne operacije prosijecanja sa probijanjem i debljinu lima s=3 [mm] slijedi da je radni
faktor 𝑪𝑹=0,10 ÷0,12=0,11
U operaciji 2, u operaciji 3, u operaciji 4, i u operaciji 5 u radnom i povratnom hodu rezni
alati su u potpunosti obuhvaćeni od strane lima što znači da se ukupna povratna sila (sila
skidanja) računa sa potpunim silama. U operacijama 1 i 6 u povratnom hodu prosjekač nije u
potpunosti obuhvaćen što znači da je povratna sila duplo manja i računa se kao polovina
potpune sile:
23. 22
𝐹 =
Povratna sila :
𝐹 =
, ∗
= 4295,5 [N]
𝐹 =0,11*61 892,24 = 6808 [N]
𝐹 =0,11*92 402= 10 164[N]
𝐹 =0,11*29 287,5 = 3221 [N]
𝐹 =0,11*7663,56= 843 [N]
𝐹 =0,11*159 085= 17 500 [N]
𝐹 =
, ∗
= 239,1 [N]
𝐹 = 45 600[N]
Ukupna sila probijanja/prosijecanja kada svi rezni elementi istovremeno izvode razdvajanje
materijala iznosi oko 457 [kN]. Povratna sila ili sila skidanja lima sa reznih elemenata potiče od
strane reznih elemenata te zavisi od zazora između lima i reznih elemenata (za jako male
zazore dostiže vrijednosti i do 40%), debljine lima, mehaničkih osobina materijala,
podmazivanja, broja reznih elemenata, itd.
6.1. Proračun sila savijanja
Deformaciona sila savijanja zavisi od oblika izradka, njegove veličine (mjera, debljine lima,
poluprečnika savijanja, uglova savijanja, itd.) karakteristika materijala i metode savijanja. Na slici
6.2 su prikazane različite situacije prilikom savijanja dijelova.
Slika 6.2 - Položaji pri savijanju (a,c - nepravilno; b,d - pravilno)
24. 23
Slika 6.3. Principijelni dijagram promjene i proračuna sile pri savijanju
Na sljedećoj slici je prikazan element na komadu koji se savija.
Sila savijanja :
F =2 (1+sinρ)
Gdje su:
M= – Moment savijanja
M=550
M= 13 750 Nmm
26. 25
7. ANALIZA IZVRŠNIH ELEMENATA KOMBINOVANOG ALATA I NJIHOV PRORAČUN
7.1. Probojci/ Prosjekači (žigovi)
Jedan od osnovnih reznih elemenata alata jeste žig, koji u spregu sa matricom razdvaja
materijal. Žigovi za probijanje otvora nazivaju se probojci a za prosijecanje prosjekači. Postoji
više izvedbi probojaca i prosjekača. Na slici 15. prikazan je usvojeni oblik probojaca.
Slika 7.1 Probojac
Probojac (prosjekač) se može montirati u nosač alata na više načina. Osnovni zadatak je
osigurati izvršne elemente od njihovog pomjeranja iz nosača alata. Koje konstrukciono
rješenje će se usvojiti zavisi od kvaliteta izrade, cijene i veličine alata. Dodatni zahtjevi koji
utiču na odabir su brzina i složenost izmjene izvršnih elemenata. Konusna glava na usvojenom
probojcu sprječava njegovo pomjeranje, to je ujedno i najjednostavnije i najjeftinije rješenje.
Probojci i prosjekači predstavljaju najvažnije elemente gornjeg, pokretnog dijela alata. Oni
izvode vertikalno kretanje gore – dolje i pri tome izvode operacije probijanja i prosijecanja na
reznoj ploči. Dimenzije i oblik rezne oštrice moraju odgovarati dimenzijama i obliku izratka,
odnosno moraju odgovarati konturama koje isijecaju. Ose prosjekača i probojca moraju biti
okomite na površinu izratka, kako bi se izbjegle horizontalne komponente sila.
Prosjekači i probojci se izrađuju od alatnih ugljeničih i legirajućih čelika, a ponekad i od tvrdog
metala. Prosjekači i probojci see kale do polovine dužine, tako da gornji dio zadržava žilavost.
To je potrebno zbog eventualnih opterećenja na savijanje, do kojih može doći.
Probojci i prosjekači mogu biti na različite načine montirani u nosač alata. Na slikama ispod
prikazane su različite varijante osiguravanja žigova.
27. 26
Slika.7.2 a) Probojac osiguran vijkom; b) probojac sa glavom i vodećom pločom
7.2 Provjera površinskog pritiska na mjestu oslanjanja izvršnih elemenata
Dozvoljeni površinski pritisak iznosi: 𝑃 = 250Mpa.
U slučaju da površinski pritisak prelazi dozvoljeni pritisak, potrebno je izvršiti ugradnju kaljene
međuploče koja ima znatno veću tvrdoću, a samim time dozvoljeni površinski pritisak raste.
P =
Operacija opsijecanja: 𝑃 = = 156,2 Mpa
Operacija probijanja: 𝑃 =
,
,
= 93,98 Mpa
Operacija probijanja: 𝑃 = ,
= 147,46 Mpa
Operacija probijanja: 𝑃 =
,
= 390,5 Mpa
Operacija probijanja: 𝑃 = ,
= 390,5Mpa
Operacija zasijecanja: 𝑃 = ,
= 241,82 Mpa
Operacija zasijecanja: 𝑃 = ,
= 307,11 Mpa
Obzirom da su pritisci na pojedinim radnim elementima manji od dozvoljenog, znači da ne
postoji opasnost od oštećenja usljed napona na pritisak. S obzirom da je na operacijama 4,5 i
6 pritisak veći od graničnog, znači da će doći do izvijanja usljed djelovanja sile. Iz tog razloga
se postavlja kaljena međuploča.
7.3. Proračun probojaca i prosjekača na izvijanje
Kritična dužina se računa pomoću sljedećeg izraza:
𝐼 =
2 ∙ 𝜋 ∙ 𝐸 ∙ 𝐼
1,3 ∙ 𝐹
MPa
E 210000
- Modul elastičnosti za čelik
28. 27
min
I - Moment inercije oblika koji se prosijeca ( Izračunate pomoču AutoCad2017)
𝑙 =116,3 [mm]
𝑙 =418,21 [mm]
𝑙 =304 [mm]
𝑙 =73,56 [mm]
𝑙 =254,56 [mm]
𝑙 =116,3 [mm]
𝑙 =515,86 [mm] -zajsekač
𝑙 =86 [mm] zasjekač
𝑙 =59,1 [mm]
7.4 Proračun rezne ploče
U zavisnosti od tačnosti izratka projektuju se i rezni alati. U opštem slučaju razdvajanjem se
mogu prosjeći i probiti izratci sa vrlo uskim tolerancijjama koje idu i to ±0,01, zavisno od
debljine materijala i geometrijskih mjera komada. Što se zahtijeva veća tačnost izratka,
potrebno je i da elementi alata budu izrađeni sa većom tačnošću.
Zračnost između žiga ii matrice je veoma važan uticajni faktor na kvalitet izratka i određuje
se na onsovu sljedećeg izraza:
𝑓 =
𝑑 − 𝑑
2
𝑚𝑚
Pri čemu je :
dm – prečnik matrice (rezne ploče)
dz – prečnik žiga ( probojca/prosjekaca)
Zračnost u toku rada ne zadržava stalnu vrijednost, jer dolazi do istrošenosti i tupljenja alata.
Po G.Oehleru zazor se može izračunati po jednačini :
𝑤 = 𝑐 ∙ 𝑠 𝜏 𝑚𝑚 𝑧𝑎 𝑠 ≤ 3 𝑚𝑚
Gdje je:
s – debljina materijala;
τm- čvrstoća na smicanje; (400 ÷480)
c – koeficijent koji se kreće u granicama od 0,005 – 0,035, a najčešće se usvaja vrijednost od
0,01.
W=0,21
29. 28
Zahtijevani kvalitet izrade predmeta je IT9. Prema preporukama usvaja se da je kvalitet izrade
matrice IT6 (bolji za 3 klase), dok je hvalitet izrade probojca/prosjekača i tiskača IT5. Prema
tome za otvore u matrici usvaja se tolerancija H6, a za probojce h5.
Dimenzije
otvora u (mm)
za kvalitet
IT9
Max dimenzija
otvora
Φ 5 H9 0,030 Φ 5,030
Φ 10 H9 0,043 Φ 10,043
Φ 15 H9 0,043 Φ 15,043
Ukoliko je kod probijanja u materijalu potrebno izraditi otvor nominalnog prečnika D sa
tolerancijom Δ koja je pozitivna za dimenzionisanje alata mjerodavna je maksimalna dimenzija
predmeta.
Maksimalna dimenzija alata računa se prema izrazu:
Dmax = D +
Prečnik probojca dS jednak je maksimalnoj dimenziji predmeta a prečnik u matrici dM jednak
je prečniku probojca uvećanom za vrijednost zazora.
𝑑 = 𝐷
𝑑 = 𝑑 + 𝑤 = 𝐷 + + w
Trošenje probojca se vrši u području tolerancije predmeta Δ i alat se smatra istrošenim kada
se prečnik probojca smanji do vrijednosti D.
- tolerancija izrade predmeta
Max dimenzija
otvorav (mm)
𝑡 𝑖 𝑡 𝑧𝑎
𝑘𝑣𝑎𝑙𝑖𝑡𝑒𝑡 𝐼𝑇5 𝑖
𝐼𝑇6
w (mm)
Min dimenzije
probojca
Max dimenzije
matrice
Φ 5,030 0,005/0,008 0,21 5,025 5,248
Φ 10,043 0,008/0,011 0,21 10,035 10,264
Φ 15,043 0,008/0,011 0,21 15,035 15,251
7.5. Rezna ploča -Matica
Rezna ploča predstavlja radni element donjeg nepokretnog dijela alata koji ima otvore sa
reznim ivicama. Ona služi kao direktna podloga limu pri probijanju i prosijecanju. Rezna ploča
je izložena velikom naprezanju i habanju, pa se zbog toga izrađuje od istog materijala kao i
30. 29
prosjekači i probojci ( kale se na tvrdoću 58 – 62 HRC). Kod alata za izradu složenih oblika
primjenjuju se višedjelne rezne ploče koje se mogu brzo i lahko mijenjati. Presjeci reznih ploča
mogu biti :
Slika 1. Presjeci reznih ploča
Visina rezne ploče za limove do 6 mm debljine i otvore do 300 mm može se izračunati prema
izrazu:
H = 10 + 5 ∙ s + 0,7 ∙ √a + b ∙ c = 21,27
a,b – najveće dimenzije otvora,
c – koeficijent koji se bira iz tabele ispod.
Tabela 1. Vrijednost koeficijenta C
Izračunate vrijednosti visine rezne ploče zaokružuju se na prvi veći broj iz reda standardnih
brojeva: 12, 16, 20, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 71 i 80.
31. 30
H = 25 mm
Za širinu rezne ploče usvaja se vrijednost od Brp= 250 mm.
7.6 Međuploča
Često se radni elementi alata ne naslanjaju direktno na gornju ploču, već se između njih postavlja
kaljena međuploča. Međuploča mora biti brušena sa gornje i donje strane kako bi se postigla željena
normlanost. Kao kriteriji za određivanje potrebe za međupločom uzima se površinski pritisak između
radnih elemenata alata i gornje ploče. Pri p=F/A≤ 250 Mpa nije potrebna međuploča.
Debljina ploče se izvaja iz ranga 2...8mm. Pa se za debljinu međuploče usvaja sljedeća vrijednost: 5mm.
7.7 Noseća ploča
Noseća ploča služi za učvršćivanje i nošenje radnih elemenata. Ukoliko je profil radnoh elementa alata
složenog oblika ili alat ima više radnih elemenata namještenih jedan blizu drugog, učvršćivanje se može
ostvariti zalivanjem specijalnom legurom.
Debljina noseće ploče se može odrediti pomoću izraza:
𝐻 = (0,6 − 0,8) ∙ 𝐻 = 37,5 𝑚𝑚 ≈ 40 𝑚𝑚
7.8 Vodeća ploča
Vodeća ploča služi za pravilno vođenje izvršnih elemenata alata u odnosu na matricu. Otvori u ploči
za vođenje su identični otvorima u reznoj ploči, pri čemu je veza između vodeće ploče i izvršnih
elemenata klizni H/h spoj. Tanki žigovi se vode u posebnih kaljenim čahurama, koje se upresuju u
ploču za vođenje. Ploča za vođenje treba biti brušena i sa gornje i donje strane.
Debljina vodeće ploče se određuje na osnovu izraza:
𝐻 = (0,8 − 0,1) ∙ 𝐻 = 20 𝑚𝑚 ≈ 25 𝑚𝑚
7.9 Donja ploča
Donja ploča služi za vezivanje nepokretnog dijela alata za radni sto prese. Otvori u donjoj ploči trebaju
biti veći za 1-3 mm u odnosu na otvore matrice radi lakšeg propadanja dijelova ili otpadaka. Na donju
ploču se postavljaju radni elementi kao i elementi za lociranje i vođenje pripremka, a kroz nju prolaze
izbacivači.
Debljina vodeće ploče se određuje na osnovu izraza:
𝐻 = (1 − 1,5) ∙ 𝐻 = 37,5 𝑚𝑚 ≈ 40 𝑚𝑚
8. Izbor vodećih stubova i vodećih čahura
Vodeći stubovi trebaju da obezbjede bezbjedno kretanje gornjeg dijela alata u odnosu na
donji. Oni se izrađuju od čelika Č.4830 i potom se kale.Gornji dio vođice se brusi u tolerantnom
polju h6 kako bi se dobio klizni spoj između vođice i čahure u tolerantnom polju (H7/h6). Donji
32. 31
dio se brusi u tolerantnom polju r6 tako da sa donjim kućištem obezbjedi čvrst spoj u
tolerantnom polju (H7/r6).
Slika 8.1. Izgled stubne vođice sa čahurom
Vođenje stubne vođice bez čahura za vođenje se koristi u situacijama kada je gornje kućište
izrađeno od livenog željeza. Nedostatak ovakvog vođenja jeste da se vođice brzo troše pa je i
veća potreba za njihovom zamjenom. Upotreba čahura za vođenje je bolje i trajnije riješenje
pri čemu se čahura upresuje u gornji dio alata.
33. 32
9. Izbor potrebne deformacione mašine
Na osnovu ukupne sile: 𝐹 = 456,204 [kN]
TEHNIČKE KARAKTERISTIKE EKSCENTRIČNIH PRESA
TEHNIČKE
KARAKTERISTIKE
TIP PRESE
EP
25
EP
40
EP
63
EP
100
EP
160
EP
250
EP
400
EP
500
EP
630
EP
1000
MAKSIMALNI
PRITISAK [kN] 25 40 63 100 160 250 400 500 630 1000
BROJ HODOVA
U MINUTI 180 170 160 150 130 120 100 113 100 48
VELIČINA HODA ŽIGA
[mm]
4
do40
4
do40
6
do40
6
do40
8
do50
8
do60
10
do80
10
do80
10
do100
20
do120
DUŽINA RADNOG
STOLA [mm] 280 315 355 400 450 500 560 640 630 710
ŠIRINA RADNOG
STOLA[mm] 220 250 280 315 355 400 450 440 500 560
PREČNIK OTVORA
U ŽIGU ZA ČEP 20 20 25 25 32 32 40 40 40 50
PREČNIK OTVORA
U RADNOM STOLU 70 90 120 120 160 160 200 200 250 250
MAKSIMALNO
RASTOJANJE
ŽIGA I RADNOG STOLA
[mm]
140 160 180 220 220 260 280 320 315 355
Na osnovu tabele biram presu EP 500, sa datim karakteristikama z tabeli.
