• Nem Talált Eredményt

Alkatrészek alakítása redukálással 5.5

In document Járműgyártás folyamatai I. (Pldal 88-94)

Az összefüggésből látható, hogy a szerszám felületére ható átlagos nyomás a zömítő művelet végén az anyag alakítási szilárdságán kívül első sorban a D/k viszonytól függ. Keményedésre kevésbé hajlamos anyagoknál nagyobb, míg keményedésre hajlamos anyagoknál kisebb alak-viszony engedhető meg. Megengedett értéke anyagfüggő [1, 2]:

Acélra:

C>0,2% esetén: D/k<5, C<0,2% esetén: D/k<7.

Alumínium és ötvözetei esetén: D/k<7, Réz és ötvözetei esetén: D/k<9.

Alkatrészek alakítása redukálással 5.5

A redukálás olyan térfogat-alakító eljárás, amelynek célja a munkadarab átmérőjének csök-kentése oly módon, hogy a kiinduló előgyártmány redukáló matricán kívüli része a redukálás során ne szenvedjen maradó alakváltozást.

Redukálás során rúdszerű előgyártmány részleges áttolása történik egy kúpos üregen, amely-nek során a szabad keresztmetszet csökken. A létrehozható keresztmetszet-változás csak olyan mértékű lehet, hogy az áttoló erő nem okozza a szerszámmal körül nem fogott anyag-rész kihajlását és/vagy zömülését.

A redukálást a zömítéssel gyakran egy műveletben végzik. Például a kötőelem gyártásban, amikor a menetet képlékeny alakítással (mángorlás, hengerlés) készítik. Ekkor a kötőelem szárátmérőjét a menetes résznek megfelelő hosszon, a menet középátmérőjére kell gyártani.

5.8. ábra Csavar szárrészének redukálásának elvi elrendezése [2]

A fejező szerszám előremozgása közben tolja be a huzaldarabot a matricába (5.8. ábra). Ami-kor a huzalvég eléri a matrica redukáló kúpját, elkezdődik a szárátmérő csökkentése, vagyis a redukálás. Ez mindaddig folytatódik, amíg a redukált huzalrész vége el nem éri a kilökőt.

Amikor felütközött, elkezdődik az anyag matricán kívüli részének zömítése, amely a fejező alsó holtponti helyzetében fejeződik be. A munkadarabot a kilökő távolítja el matricából. Re-dukálásnál az átmérőcsökkentés mértékét az alábbi két feltétel közül a szigorúbb korlátot állí-tó határozza meg [2, 3]:

(1) A redukálás során a redukálás fajlagos erőszükséglete – vagyis a redukáló bélyeg által kifejtett nyomás – (pr) nem érheti el az előgyártmány alakítási szilárdságát (kf0), vagyis a darab zömülése nem következhet be az áttoló erő hatására:

f0

r k

p [2]. (5.24)

(2) A darab betolásához szükséges redukálóerő nem okozhatja a darab kihajlását:

t

r F

F [2], (5.25)

ahol:

Fr- a redukálás erőszükséglete, Ft - a kihajlást okozó erő.

Redukálás tervezésekor tehát a darab nemkívánatos zömülésére és a kihajlásra a technológiát ellenőrizni kell. Ennek módja a következő:

A zömülési feltétel ellenőrzése [2]

A redukálás fajlagos erőszükséglete a kúpos üregben végzett alakításra levezetett összefüg-géssel számítható (Siebel-formula).



 a redukáló gyűrű félkúpszöge radiánban,

 Coulomb-féle súrlódási tényező a redukáló gyűrű és a munkadarab között, do a redukálandó átmérő,

d2 a redukált átmérő,

kfköz a redukáló csonkakúpban lévő anyag közepes alakítási szilárdsága,

 az alakváltozás,

c1, c2 a folyásgörbe egyenletének paraméterei.

A zömülési feltétel akkor teljesül, ha a redukáló nyomás értéke kisebb a munkadarab anyagá-ra jellemző alakítási szilárdságnál, vagyis:

0

A kihajlás feltétel ellenőrzése [2]

Az előgyártmány helyzetét a redukálás megkezdése előtt az 5.9. ábra szemlélteti.

d0

L

w 0

5.9. ábra Az előgyártmány helyzete a redukálást megelőzően; Lo – az előgyártmány darabolási hossza, d0 – az előgyártmány átmérője, w – az előgyártmány matricába befogott hossza [2]

A fejezőnek Fr erőt kell kifejteni az előgyártmány végére, hogy a redukálás folyamata elindít-ható és folyamatosan fenntartelindít-ható legyen. Az 5.9. ábrán látelindít-ható elrendezésben az előgyárt-mányt axiális irányban Fr erővel nyomott rúdnak tekinthető. A redukálás biztonságos elvégzé-se érdekében ellenőrizni kell az alábbi feltétel teljesülését:

Fr < Ft

amely szerint a redukálás erőszükséglete (Fr) legyen kisebb a kihajlást okozó úgynevezett törőerőnél (Ft) [2].

A redukálás erőszükséglete az alábbi összefüggéssel számolható:

4

A kihajlást okozó törőerőt a rúd karcsúságának (k) függvényében az Euler- vagy a Tetmajer-összefüggéssel lehet számolni [2].

Az Euler-összefüggés az alábbi:

 E  tE   0

t ( ) A

F , (5.31)

A Tetmajer-egyenlet alakja a következő:

 T  tT   0

t ( ) A

F . (5.32)

Az egyenletekben szereplő mennyiségek:

A0 az előgyártmány keresztmetszete,

t(E)() az Euler-szerinti törőfeszültség rugalmas kihajlás esetén a karcsúság függvé-nyében,

t(T)() a Tetmajer-szerinti törőfeszültség rugalmas-képlékeny kihajlás esetén a kar-csúság függvényében

A kihajlást okozó törőfeszültség (st) változását a rúd karcsúságának (k) függvényében az 5.10. ábra szemlélteti. Az ábrán látható, hogy a karcsúság függvényében beszélhetünk rugal-mas tartományról (≤e), ahol a kihajlási törőfeszültség értéke az arányossági határnál kisebb.

Ekkor a kihajlás az Euler-összefüggéssel számolható. Ha a törőfeszültség a rugalmassági ha-tár és a folyáshaha-tár közötti értéket vesz fel, akkor rugalmas-képlékeny tartományról beszélünk [2]. Ekkor a Tetmajer-egyenlet használandó.

Az Euler-hiperbola egyenlete [2]:

E a rúd (előgyártmány) anyagának rugalmassági modulusa, K a rúd karcsúsága,

F a rúd anyagának folyáshatára,

e a rugalmas kihajlás kezdetéhez tartozó karcsúság, se a e értékéhez tartozó Euler-féle határfeszültség, amely a

2

A rúd (előgyártmány) karcsúsága a

2

I2 a rúd keresztmetszetének legkisebb másodrendű nyomatéka (a második főten-gelyre számított).

A d0 átmérőjű rúd esetén a keresztmetszet másodrendű nyomatéka:

64

A rúd karcsúsága a másodrendű nyomaték és a keresztmetszet behelyettesítésével:

0 módokat az 5.11. ábra foglalja össze.

5.11. ábra Az l0 hosszúság értékei a megfogás módjától függően [2]

Az l0 kihajló hosszúság az egyes megfogási módoknál a következő:

I. eset: l0=1, II. eset: l0=2*l, III. eset: l0≈0,7*l, IV. eset: l0=1/2*l.

Redukálásnál az előgyártmány megfogását az I. megfogási esettel közelítik általában, mivel a matricában „w” hosszban illeszkedő előgyártmány megfogása a H7/h9 illesztés miatt nem tekinthető merev befogásnak [2].

Amennyiben a munkadarab műhelyrajza nem határozza meg a redukálás helyén kialakuló félkúpszög nagyságát, akkor a redukálást célszerű az optimális félkúpszöggel végezni, amely-nél a fajlagos erőszükséglet a legkisebb. Az optimális félkúpszög nagysága a Siebel-össze-függés függvényeként számított differenciálhányadosának szélső értékéhez tartozik [2]:

0

Az alkatrészek előállítása folyatással

In document Járműgyártás folyamatai I. (Pldal 88-94)