Anzahl Durchsuchen:44 Autor:Site Editor veröffentlichen Zeit: 2024-04-25 Herkunft:Powered
Dieses Papier stellt die Arbeit dar, die beim Entwurf, der Herstellung und dem Betrieb eines Modells einer billigen hydraulischen Tiefziehmaschine (DDM) durchgeführt wurde, die derzeit im Labor für Herstellungsprozesse im Industrial Engineering Department (IED) der An-Najah National University eingesetzt wird.Die Maschine wird zur Durchführung verschiedener Experimente rund um den Tiefziehprozess eingesetzt.
Wie bekannt ist das Tiefziehen ein Blechbearbeitungsprozess, bei dem ein Stempel ein Rohblech in einen Gesenkhohlraum zieht, um becher- oder kastenförmige Teile zu formen [1].
Diese Arbeiten wurden in drei Schritten durchgeführt;Die erste Phase war die Entwurfsphase, in der alle Entwurfsberechnungen der DDM-Elemente auf der Grundlage der Spezifikationen des zu zeichnenden Produkts (Becher) abgeschlossen wurden.Die zweite Phase war die Bauphase, in der die DDM-Elemente in den Ingenieurwerkstätten der Universität hergestellt und montiert wurden.Die letzte Phase war die Betriebs- und Experimentierphase, in der das DDM durch die Durchführung verschiedener Experimente getestet wurde.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich die beim Entwurf und Bau einer mechanischen Laborausrüstung gesammelten Erfahrungen als erfolgreich erwiesen haben, da praktische Ergebnisse erzielt wurden, die mit den in der Literatur verfügbaren Ergebnissen übereinstimmen, Geld im Vergleich zu den Kosten einer ähnlichen gekauften Ausrüstung eingespart wurde und die Studierenden gefördert wurden 'Fähigkeiten im Verständnis des Tiefziehprozesses im Besonderen und der Konstruktionskonzepte von Maschinenelementen im Allgemeinen.
Schlüsselwörter: Tiefziehen, Design von Maschinenelementen, Dei-Design, Maschinenmontage und -fertigung, experimentelle Untersuchung von Zugkraft und Zughub
Tiefziehen ist ein Blechbearbeitungsverfahren, bei dem becher- oder kastenförmige Teile geformt werden, indem ein Stempel verwendet wird, der einen Rohling in einen Matrizenhohlraum zieht.Dieser Vorgang wird durchgeführt, indem ein Rohling bestimmter Größe über die Öffnung der Matrize gelegt und dieser Rohling mit einem Stempel in den Matrizenhohlraum gedrückt wird, wie in Abbildung 1, [1] dargestellt.Typische Produkte, die nach diesem Verfahren hergestellt werden, sind Getränkedosen, Badewannen, Behälter unterschiedlicher Größe und Form, Waschbecken und Autoverkleidungen.
In dieser Arbeit wird der grundlegende Ziehvorgang untersucht, bei dem es sich um das Zeichnen eines becherförmigen Teils mit den in Abbildung 1 gezeigten Parametern handelt. Bei diesem grundlegenden Vorgang wird ein kreisförmiges Rohlingsblech mit einem Durchmesser Db und einer Dicke t darüber gelegt Matrizenöffnung einer Matrize mit einem Eckenradius Rd.Anschließend wird der Rohling durch einen Niederhalter (Niederhaltering) mit einer gewissen Kraft festgehalten.Danach wird ein Stempel mit einem Durchmesser Dp und einem Eckenradius Rp verwendet, um das Rohlingsblech in den Hohlraum der Matrize zu stanzen und so das becherförmige Teil zu formen.
Darüber hinaus bewegt sich der Stempel mit einer bestimmten Geschwindigkeit V und übt eine bestimmte nach unten gerichtete Kraft F aus, um die Verformung des Metalls zu erreichen, während der Blechhalter eine Haltekraft Fh ausübt, um ein Werkstück zu verhindern
Faltenbildung.
Tatsächlich wird in diesem Artikel das Design und die Herstellung einer billigen Tiefziehmaschine „DDM“ vorgestellt, die vorab identifizierte becherförmige Produkte herstellt. Die DDM ist jetzt montiert und wird für Experimente im Labor für Herstellungsprozesse in der IE-Abteilung verwendet An der An-Najah-Universität stellt der Artikel das detaillierte Design der DDM-Hauptelemente, einschließlich Stempel und Matrize, sowie die Herstellung und Montage des DDM vor. Außerdem werden der Betrieb und die Prüfung des DDM durch die Durchführung von Experimenten zur Zugkraft im Vergleich zum Ziehen vorgestellt Schlaganfall und vergleichen Sie die Ergebnisse mit veröffentlichten Daten.
In diesem Abschnitt werden einige allgemeine Konzepte des Tiefziehprozesses erläutert, einschließlich der Ziehmaßnahmen, der Ziehkraft und der Haltekraft
Eine der wichtigsten Messgrößen beim Tiefziehen ist das Grenzziehverhältnis LDR.Das Grenzziehverhältnis ist definiert als das maximale Verhältnis von Rohblechdurchmesser zu Stempeldurchmesser, das unter idealen Bedingungen in einem Hub ohne Ausfall gezogen werden kann [2].
Die Kraft im Stempel, die zur Herstellung eines Bechers erforderlich ist, ist die Summe der idealen Verformungskraft, der Reibungskräfte und der zum Bügeln erforderlichen Kraft.Abbildung 2 zeigt den Zusammenhang zwischen Zugkraft und Zughub [2].
Beim Tiefziehen spielt die Haltekraft h F eine wichtige Rolle.In grober Näherung kann der Haltedruck auf einen Wert eingestellt werden, der dem 0,015-fachen der Streckgrenze des Blechs entspricht [1].
Durch Multiplikation des Haltedrucks mit dem Teil der Anfangsfläche des Rohlings, der vom Blechhalter gehalten werden soll, können wir die Haltekraft (h F) als [1] abschätzen.
Zum Tiefziehen wird in der Regel eine doppelt wirkende mechanische Presse verwendet, es kommen auch hydraulische Pressen zum Einsatz.Die Double-Action-Presse steuert Stempel und Blechhalter unabhängig voneinander und formt das Teil mit konstanter Geschwindigkeit.
Da die Blechhalterkraft den Fluss des Blechs innerhalb der Matrize steuert, wurden heute Pressen mit variabler Blechhalterkraft konstruiert.Bei diesen Pressen variiert die Niederhalterkraft mit dem Stempelhub.
Der wichtigste Faktor bei der Matrizenkonstruktion ist der Eckenradius (d R ) der Matrize.Dieser Radius muss einen optimalen Wert haben, da das Material darüber gezogen wird.Der Wert für den optimalen Radius der Matrize hängt von den Druckanforderungen und der Art des zu ziehenden Materials ab.Je kleiner der Matrizenradius ist, desto größer ist natürlich die zum Ziehen des Bechers erforderliche Kraft.Der Radius der Matrize kann zwischen dem Vier- und Achtfachen der Dicke des Rohlings betragen [3]. Das heißt
Praktischerweise empfiehlt es sich, mit d R gleich 4t zu beginnen und diesen bei Bedarf zu erhöhen.
Ebenso ist der Stanznasenradius (p R) wichtig, da er den Radius des Bodens des hergestellten Bechers formt.Wenn p R zu klein ist, kann der Bodenradius des Bechers ausreißen.Es kann erforderlich sein, den Radius größer als nötig zu machen und ihn bei nachfolgenden Zeichenvorgängen zu verkleinern.Zunächst kann eine Dicke von 4 t Radius bis Rohling verwendet werden.[3].
Das DDM wurde entwickelt, um becherförmige Teile in einem einzigen Hub herzustellen. Wie bereits erwähnt, besteht der Zweck des DDM darin, dem Labor für Herstellungsprozesse an der An-Najah-Universität ein Gerät zur Verfügung zu stellen, das den Tiefziehprozess demonstrieren und auch sein kann Wird von Schülern verwendet, um einige grundlegende Experimente im Zusammenhang mit dem Tiefziehprozess durchzuführen.Um ein geeignetes DDM zu entwerfen, ist es tatsächlich notwendig, zunächst die Spezifikationen des Produkts (des Bechers), die Zugkraft und die Haltekraft zu bestimmen.
Als Produkt des erforderlichen DDM wird ein einfacher Becher mit einem bestimmten Innendurchmesser (d) und einer bestimmten Tiefe (h) gewählt, der aus einem Blech der Dicke (t) hergestellt wird.
Die Abmessungen des Bechers müssen so gewählt werden, dass der Tiefziehvorgang in einem Zug möglich ist;Um die Durchführbarkeit des Vorgangs zu messen, müssen der LDR, das Dicke-zu-Durchmesser-Verhältnis (t/D) und der Reduktionsprozentsatz (Re) die in Abschnitt 2 dieses Dokuments genannten Durchführbarkeitsbedingungen erfüllen.Zu diesem Zweck wurde beschlossen, dass die Dicke des für die Herstellung des Bechers verwendeten Blechs t 1 32 Zoll beträgt. 0,8 mm, daher – basierend auf den Empfehlungen in Abschnitt 2 –
Der Becher soll aus Gelbmessing C 26800 (65 % Cu, 35 % Zn) mit UTS 322 MPa, S 98 MPa hergestellt werden.y Unter Verwendung von Gleichung (5) mit Dp = 50 mm;Man kann die Zugkraft zur Herstellung des Bechers mit F = 36,4 KN berechnen.Ebenso ergibt sich aus Gleichung (6) Fh = 14 KN.Die vom DDM aufzubringende Gesamtzugkraft (Fd) entspricht also der Summe von F und Fh, also Fd = 50,4 KN.Für Designzwecke von DDM-Elementen;Fd muss mit einem Lastfaktor von 1,6 multipliziert werden.
In diesem Abschnitt wird der Aufbau ausgewählter Hauptelemente der Tiefziehmaschine (DDM) vorgestellt.Abbildung (4) zeigt einen Ausschnitt des DDM, seine Elemente und die dazugehörige Legende.Abbildung (5) ist das Foto.
Sobald die Tassenspezifikationen wie zuvor erläutert ermittelt wurden, kann man die bestimmen Spezifikationen der Matrize und des Stempels, die zur Herstellung dieses Bechers verwendet werden.
Der Stempel muss nämlich einen Außendurchmesser haben, der dem Innendurchmesser des Bechers entspricht, also 50 mm. Außerdem muss es hoch genug sein, um die erforderliche Tiefe (20 mm) des Bechers zu erreichen.Daher war der Schlag Entwickelt für einen Außendurchmesser von 50 mm, einen Stempelradius (p R) von 3,2 mm und eine Höhe von 80 mm.
Matrize und Stempel sind in diesem Prozess die zusammenpassenden Teile;Daher beträgt der Innendurchmesser der Matrize entspricht dem Außendurchmesser des Stempels zuzüglich der Kompensation des Spiels zwischen ihnen.Abbildung (6) veranschaulicht die Abmessungen der Matrize.
Die obere Stützplatte dient, wie der Name schon sagt, zur Unterstützung des DDM durch Halten der Hydraulik Zylinder der Maschine.Daher muss die Auslegung dieser Platte auf die maximale Kraft ausgerichtet sein von der Hydraulikeinheit bereitgestellt, was 1,6 Fd = 80 KN entspricht.Abbildung (7) zeigt die Abmessungen davon Platte, während Abbildung (8) das Freikörperdiagramm der Platte ist.Wie in Abbildung (8) gezeigt, ist der belastete Teil von Diese Platte kann von beiden Enden aus als eine feste Stütze angesehen werden, wobei eine Mittellast durch sie aufgebracht wirdHydraulikeinheit.
Die Reaktionen bei A und C sind gleich und betragen 40 KN, und die Momente bei A, B und C sind gleich MA = 2090 Nm, MB = 2200 Nm bzw. MC = 2090 Nm [4].Abschnitt B (die mittlere Spannweite) ist der kritische Abschnitt Abschnitt.Unter dieser Belastung beträgt die maximale Normalspannung in diesem Abschnitt 27,7 MPa.Der Teller besteht aus warmgewalztem Stahl mit Sy = 170 MPa, daher der Sicherheitsfaktor, der vor Nachgeben schützt der oberen Platte beträgt 6.
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