Alat_proracun1

7/30/2019 Alat_proracun1

http://slidepdf.com/reader/full/alatproracun1 1/14

UNIVERZITET U TUZLI

MAŠINSKI FAKULTET

Odsjek: Proizvodno mašinstva

Predmet: Konstrukcija alata i priboraTuzla, 01.10.2012.god.

AUDITORNE VJEŢBE IZ KONSKTRUKCIJE ALATA ZA UZASTOPNOPROBIJANJE/PROSIJECANJE I SAVIJANJE

(Autorizirane vjeţbe)

Predmetni profesor: Predmetni asistent:

Dr.sc. Emir Šarić, vanr.prof. Mr.sc. Adnan Mustafić, v.a.

Tuzla, oktobar 2012.god.



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 i pak potrebno više

deformacionih alata.

Rad treba da sadrži:

1. OdreĎivanje polaznih dimenzija komada (razvijena dužina, dimenzije platine); odreĎivanjedimenzija polazne trake (ukupna ulazna širina, izlazna širina, izbor širina ruba i širinemosta,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 tipovaalata 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 odreĎenim kriterijima (visina hodaalata, nominalne deformacione sile, dimenzije alata, načinu vezivanja alata sa presom, načinuizbacivanja predmeta iz alata, itd.);

8. Potpunu CAD-tehničku dokumentaciju (trodimenzionalni model alata i radioničke crteže svihnestandardnih elemenata alata);

Svi radijusi zaobljenja su 1mm.

Slika 1. Izgled proizvoda



Podaci o proizvodu:

Tolerancije u skladu sa DIN 6930 i DIN 6935;

Materijal: čelik St.37-2;

Mehaničke karakteristike: smičuća čvrstoća: 300-360 [MPa];

Relativna deformacija nakon prekida: 20%

Kvalitet izrade

Broj komada: 300.000

Period izrade: 3 godine.



1. ODREĐIVANJE POLAZNIH DIMENZIJA KOMADA

1.1 Proračun razvijene duţine elemenata

Slika 2. Razvijena dužina

Softverski odreĎene dimenzije konačnog proizvoda (pomoću sotverskog paketa CATIA ) su:

Dužine: l1=33mm; l2=3,5mm; l3=12,5mm;

Radijusi savijanja: r=1mm;

Debljina lima: s0=1mm;

Ugao savijanja: α=53,13˚

OdreĎivanje korekcionog faktora za proračun razvijene dužine savijenog proizvoda vrši se prekodijagrama na slici 3:

Slika 3. OdreĎivanje korekcionog faktora [1]



Slika 4. Proračun razvijene dužine [1]

za

Pa je razvijene dužina proizvoda shodno izraza sa slike 4:



1.2 OdreĎivanje dimenzija platine i dimenzija ulazne širine lima

Obzirom da su dimenzije platine ovisne od razvijene dužine komada, ukupna ulazna širina trake dobitće 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.

Slika 5. Dimenzije platine i ulazne širine trake

Za dimenzije širine trake do 100 mm i debljine lima (čeličnog) od 1 mm podaci za širinu ruba i širinumosta prikazani su donjom tabelom:

Dimenzije platine, le, la [mm] Širina ruba, i [mm] Širina mosta, e [mm]

Za dimenzije od 50-100 mm 1,3 1,3

Za uzdužni jednoredni raspored komada (Varijanta 1) širina trake iznosi:

Pa se za V1 usvaja širina trake od 55 mm

# 54,25 mmza 1,3 mm

Za poprečni jednoredni raspored komada (Varijanta 2) širina trake iznosi:

Pa se za V2 usvaja širina trake od 30 mm

# 27,6 mmza 1,3 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 komplikovanostoperacija tehnološkog procesa izrade, potrebni obradni sistemi, postojanost alata, potrebe naknadnihobrada, raspored reznih elemenata i drugo [Jovičić, Tanović]. Raspored reznih elemenata može biti jednoredni, višeredni, višeredni smaknuti i kombinovani.

2.1 Jednoredni poprečni raspored (Varijanta 1 – V1)

Slika 6. Jednoredni poprečni raspored – V1

Širina trake: 55 mm;

Duţina trake: 2000 mm (pretpostavka)

Posmak trake (korak):

mm3,263,125elv a

Broj izradaka iz jedne trake:

# za e=1,3 mm; 65 komada.

Broj potrebnih traka:

# za 65 kom. je 4615 traka,uz dodatno povećanje za 3%dobije se egzaktno 4753trake.



Stepen iskorištenja (efektivna površina izratka/površinu trake)

%5,62625,02000554753

000.3002065,3832

25201025

AZ

NAη

tr

aiz

1V

2.2 Jednoredni uzduţni raspored (Varijanta 2 – V2)

Slika 7. Jednoredni uzdužni raspored – V2

Širina trake: 30 mm;

Duţina trake: 2000 mm (pretpostavka)

Posmak trake (korak):

mm95,523,165,51elv a

Broj izradaka iz jedne trake:

# za e=1,3 mm i v=52,95 mm;27 komada

Broj potrebnih traka:

# za 27 kom. je 11.111 traka,uz dodatno povećanje za 3%

dobije se egzaktno 11.444trake.

Stepen iskorištenja

%6,47476,0200030444.11

000.3002065,3832

25201025

AZ

NAη

tr

aiz

2V



2.3 Jednoredni poprečni/kombinovani raspored (Varijanta 3 – V3)

Slika 8. Jednoredni uzdužni raspored – V3

Na osnovu jednorednog poprečnog/kombinovanog rasporeda uočljivo je da bi i bez proračuna stepeniskorištenja materijala bio veći od 62,5% (V1). Ovakav raspored reznih elemenata bi povećao broj potrebnih reznih alata i cjelokupnog alata a samim time i ukupnu cijenu k oštanja. Znači, troškovi koji bi se smanjili kroz uštedu u materijalu nebi bili dovoljni da se smanji ukupan trošak izradecjelokupnog alata i njegovog naknadnog održavanja.

Prema preporukama se za broj traka/godini koji je veći od 200 pribjegava izboru sirovog materijala uvidu namotaja (coil ).

2.4 OdreĎivanje potrebnog materijala i proračun troškova

Potrebna masa materijala na godišnjem nivou računa se prema:

# korak je v, zv-brojkomada po jednomkoraku, ρ-gustinamaterijala.

Godišnji troškovi materijala računaju se prema:

pri čemu je: - Specifična cijena materijala.

Troškovi materijala za cijeli period proizvodnje (za tri godine) odreĎuje se prema izrazu:



U nastavku je tabelarno prikazana materijala i troškovna analiza za navedene tri varijante rasporeda

proizvoda.

Varijanta 1 Varijanta 2 Varijanta 3

Korak trake, v [mm] 26,3 52,9546,3

(20+25+2*1,3)Širina trake, B [mm] 55 30 55

Debljina lima, s0 [mm] 1 1 1

Specifična težina, gustina, ρ [kg/m ] 7850 7850 7850

Ukupan broj komada 300.000 300.000 300.000

Broj izradaka po jednom koraku 1 1 2

Specifična cijena materijala, [€/kg] 1 1 1

Period izrade u godinama, tf 3 3 3

Potrebna masa materijala u godini, ma [kg] 3406,50 3740,91 2998,50

Godišnji troškovi materijala, pa [€] 3406,50 3740,91 2998,50

Ukupni troškovi materijala, P [€] 10.219,5 11.222,73 8.995,5

Uporedba, % 113 125 100

Prekomjerni troškovi za cijeli period, [€] 1224 2227,23 0

Najmanji materijalni troškovi su prema gornjoj tabeli za varijantu V3, čak je i varijanta V1 saukupnim troškovima materijala od 1224 € (V1) opravdana.

2.5 Cjelokupna procjena i ostali kriteriji

U prikazanoj tabeli slijedi pregled i izbor važnih kriterija pri odluci za konstrukciju alata:

Kriteriji Težinskifaktori

Varijanta

Povoljno3

Srednje2

Nepovoljno1

V1 V2 V3

Materijalni zahtjevi i troškovi 0,3 2 1 3

Položaj radijusa savijanja 0,3 3 1 2

Korak trake 0,2 3 2 1

Očekivani troškovi alata (npr. aktivnielementi, izbijaći, itd.)

0,2 3 2 1

Ukupno 1 2,75 1,5 1,75

Prema navedenim kriterijima najpogodnija varijanta položaja izratka u traci je varijanta 1. Iznavedenih razloga, konstrukcija alata za kombinirano probijanje/prosijecanje i savijanje izvršit će se sa položajem izratka prema varijanti V1.

Osobine položaja izratka u traci prema varijanti V1:

Relativno male potrebe materijala;

Rubovi savijanja se nalaze u pravcu kretanja trake → posmak trake se dobro realizira; Mali koraci trake → manje dimenzije alata → potre bna manja presa kao deformabilna mašina;

Zbog dobrog položaja kontura probijanja/prosijecanja i rubova savijanja → jednostavnakonstrukcija alata → manji troškovi alata (nije potreban dizač lima, mali broj aktivnih

elemenata, itd.)



3. PRORAČUN ELEMENATA NA SAVIJANJE

3.1 OdreĎivanje elemenata elastičnog ispravljanja komada

Na osnovu unaprijed definiranih vrijednosti:

Ugao savijanja lima: α=53,13˚ Radijus savijanja: r i=1 mm

Debljina lima: s0=1 mmVrsta materijala: St.37-2

OdreĎivanje elemenata elastičnog koji su značajni za elastično ispravljanje izvršit će se na osnovuizraza prikazanog slikom 9.

Ugao savijanja lima

Ugao kalupa alata

Unutr. radijus savijanja lima

Radijus kalupa alata

Slika 9. Elastično ispravljanje savijenih komada

Faktor elastičnog ispravljanja K u zavisnosti od odnosa radijusa savijanja i debljine lima po G. Oehler-u (slika 10.), za materijal St.37-2 (Č.0345) i r i/s=1 očitava se vrijednost K=0,99.



Slika 10. Faktor elastičnog ispravljanja K u zavisnosti od r i/s

Krive iz slike 10. (1-11) odnose se na različite vrste materijala za koje je ispitan faktor elastičnogispravljanja koji su prikazani donjom tabelom:



Prema tome je dakle, ugao savijanja bez elastičnog ispravljanja:

Odnosno, veličina ugla elastičnog ispravljanja iznosila bi:

Prema DIN-standardu (DIN 6935) tolerancije uglova za krakove dužina do 30 mm moraju biti manjiod ±2˚. Budući da je to zadovoljeno, u opštem slučaju nema potrebe ''preopterećenja'' profila. Kako jeugao savijanja profila manji od 90˚ teoretski se ne bi pojavili nikakvi značajniji problemi (deformacije) u slučaju preopterećenja profila za ugao elastičnog ispravljanja od 0,53˚.



Ugao kalupa deformacionog alata pri kojem bi se nakon elastičnog ispravljanja dobila vrijednost uglaod 53,13˚ računa se prema:

Tako da se profil mora ''preopteretiti'' za vrijednost ugla od:

3.2 OdreĎivanje radijusa savijanja

OdreĎivanje radijusa savijanja izvršit će se na osnovu izraza prikazanog na slici 9.

Alat_proracun1

Documents