UNIVERZITET U NIŠU
M AŠINSKI FAKULTET
Katedra za proizvodno informacione tehnologije i menadžment
OBRADA METALA PLASTIČNIM DEFORMISANJEM
Tema: SABIJANJE
Dr Saša Ranđelović, vanredni profesor
ZAPREMINSKO OBLIKOVANJE
Sabijanje
20. januar 2015
dr Saša Ranđelović, vanredni profesor
2
ZAPREMINSKO OBLIKOVANJE
Sabijanje
Obrada sabijanjem (upsetting) pripada metodama
zapreminskog deformisanja (bulk deformation) .
Ovim metodoma se dobijaju gotovi elementi prostih
formi ili poluproizvodi za dalju obradu deformisanjem ili
rezanjem.
Obrada sabijanjem se može klasifikovati u tri grupe:
• slobodno (free upsetting);
• kvazislobodno;
• kalupno (die forging).
20. januar 2015
dr Saša Ranđelović, vanredni profesor
3
ZAPREMINSKO OBLIKOVANJE
Sabijanje
Obrada sabijanjem se realizuje sa ili bez zagrevanja
pripremka i alata, odnosno u:
• toplom stanju;
• polutoplom stanju i
• hladnom stanju.
Kod višestupnjevite obrade vrlo često je prisutno
sabijanje kao jedna od operacija ili početna faza
tehnološkog procesa.
20. januar 2015
dr Saša Ranđelović, vanredni profesor
4
ZAPREMINSKO OBLIKOVANJE
Sabijanje
Kod slobodnog sabijanja alat se sastoji samo od dve
ravne paralelne ploče. Jedna ploča je vezana za
pritiskivač prese, a druga za radni sto prese.
Osnovni elementi alata su:
• tiskač (punch);
• kalup (die);
• izbacivač (ejector).
20. januar 2015
dr Saša Ranđelović, vanredni profesor
5
ZAPREMINSKO OBLIKOVANJE
Sabijanje
Pri slobodnom sabijanju valjka
materijal teče radijalno od ose
ka periferiji.
U idealnom slučaju imamo sabijanja bez trenja ( =
0) gde bi gotov komad takođe imao oblik valjka.
Međutim, u realnim uslovima trenje uvek postoji
(0) i valjak nakon sabijanja dobija karakterističan
''buričasti'' (barrelling) oblik.
20. januar 2015
dr Saša Ranđelović, vanredni profesor
6
ZAPREMINSKO OBLIKOVANJE
Sabijanje
Kod kvazislobodnog sabijanja tečenje
materijala je delimično ograničeno.
Ograničenje se odnosi na deo
materijala pripremka koji se nalazi u
kalupu.
Kod kalupnog sabijanja tečenje
materijala je ograničeno zidovima
kalupa.
Kod sabijanja u toplom stanju proces
se može tretirati kao kovanje. Za
sabijanje u hladnom stanju u upotrebi
je termin ''hladno kovanje''.
20. januar 2015
dr Saša Ranđelović, vanredni profesor
7
ZAPREMINSKO OBLIKOVANJE
Sabijanje
Pri bilo kojoj varijanti sabijanja dijagram sila-hod ima
karakterističan oblik.
Porast pritiska, naročito u zadnjoj fazi sabijanja je
rezultat ojačavanja materijala i porasta kontaktne
površine (poprečnog preseka).
d 2
Deformaciona sila slobodnog sabijanja: F  p A  p
4
Određivanje radnog pritiska na kontaktnoj površini:

 d
E. Sibel : p  K  1  3 h 



2
d
E.P. Unksov: p  K 1   ( 1   ) 
h
 3
20. januar 2015
dr Saša Ranđelović, vanredni profesor
8
ZAPREMINSKO OBLIKOVANJE
Sabijanje
Detaljna analiza procesa sabijanja ukazuje da raspodela
normalnih i tangencijalnih napona na kontaktnoj
površini direktno zavisi od stvarnih napona u materijalu,
trenutnog odnosa visine i prečnika (širine) kao i od
koeficijenta kontaktnog trenja.
20. januar 2015
dr Saša Ranđelović, vanredni profesor
9
ZAPREMINSKO OBLIKOVANJE
Sabijanje
Razmatrana širina trake
20. januar 2015
Normalni napon na kontaktnoj površini
=
Tangencijalni napon na kontaktnoj površini
=
dr Saša Ranđelović, vanredni profesor
10
ZAPREMINSKO OBLIKOVANJE
Sabijanje
Rad deformacione sile prilikom smanjenja visine
cilindra ima oblik:
 h0 2   d d 0 
  
E. Sibel: W  V K sr n 
9  h h0 
 h
 h0 2 
 d d0
E.P. Unksov: W  V K sr n 
( 1   )  
9
 h
 h h0
gde je: V – zapremina koja se deformiše
Ksr – srednja veličina stvarnog napona
d, h – dimenzije na kraju sabijanja
20. januar 2015
dr Saša Ranđelović, vanredni profesor




11
ZAPREMINSKO OBLIKOVANJE
Sabijanje
Primer eksperimentalnog sabijanja
Peter Groche , Jerg Stahlmann , Jergen Hartel , Michael Kohler
Hydrodynamic effects of macroscopic deterministic surface structures in cold forging processes
Tribology International Volume 42, Issue 8 2009 1173 - 1179
http://dx.doi.org/10.1016/j.triboint.2009.03.019
20. januar 2015
dr Saša Ranđelović, vanredni profesor
12
ZAPREMINSKO OBLIKOVANJE
Sabijanje
Primeri sabijanja u industriji
Slobodno sabijanje koristimo
za dobijanje vrlo velikih
pripremaka, npr. vratila,
osovina, ili pri kovanju tela
sudova pod pritiskom.
20. januar 2015
dr Saša Ranđelović, vanredni profesor
13
Download

null