Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1 Šablona: Název: Téma: Autor: Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Tváření Konstrukce ohýbacích nástrojů Ing. Kubíček Miroslav Číslo: VY_32_INOVACE_20 14 Anotace: Slouží jako podklad pro výuku tváření. Hlavní hlediska při konstrukci ohýbadel. Text určen pro studenty 3. ročníku střední odborné školy oboru strojírenství. Podpora digitalizace a využití ICT na SPŠ CZ.1.07/1.5.00/34.0632
HLEDISKA PŘI NÁVRHU KONSTRUKCE materiálové [mechanickéa technologickévlastnosti stříhaného materiálu -např. mez kluzur e (σ Kt ), mez pevnosti vtahu R m (σ Pt ), poměr veličin R e /R m a ostatní] konstrukční(geometrickérozměry a poměr jednotlivých činných částítvářecích nástrojů-např. u ohýbadla to jsou poloměr zaoblenípohyblivéčásti r ook, poloměr zaoblenínepohyblivéčásti r ooe, dále vůle mezi pohyblivou a nepohyblivou činnou částí ohýbadla) technologické(zde tvar ohybu aj.) přesnost výroby přesnost výlisku 2
PŘI NÁVRHU OHÝBADLA SE URČUJE: nejmenšípoloměr vohybu r ohmin délka polotovaru l pol úhel odpružení γ oh a zamezeníodpružení síla lisu F l nejmenšídélka ohýbaného ramene a ol otvory v blízkosti poloměru ohybu(pokud existují) - vzdálenost b ol zaobleníhran čelistír ook a r ooe vůle mezi pevnou a pohyblivou čelistív ov nebo v ou výlisky se šikmými rameny(pokud existují) -rozměr y v zamezení posuvu materiálu při ohýbání koncepce ohýbadla-konkrétníkonstrukčnířešení(viz ohýbadlo) jednotlivé části ohýbadla(viz ohýbadlo). 3
Nejmenšípoloměr ohybuje nutné určit vzhledem k plastičnosti materiálu - nesmí dojít ke vzniku trhlin Výpočet délky polotovaru složen zněkolika dílčích kroků určení délek všech jednotlivých přímých úseků součet všech délek přímých úseků určení délek všech jednotlivých ohnutých úseků součet délek všech ohnutých úseků určenídélky polotovaru součet všech délek přímých i ohnutých úseků( viz DUM13)... přídavek na ostřižení: p os = 2 6 mm nutno ověřit praktickou zkouškou v nástroji! 4
Zpětnéodpruženívýliskůje způsobeno vlivem pružné deformace materiálu kolem neutrální vrstvy. Při ohybu do Vje úhel odpruženímenší Při ohybu do Uje úhel odpruženívětší Zamezení odpružení při ohýbání: materiál se ohne více právěo hodnotu úhlu odpružení γ oh (nejčastější řešení) zkosením pohyblivé čelisti zaoblením pohyblivé čelisti a přidržovače odstupňováním pevnéčelisti (pro plechy do t = 1 mm) ztenčením materiálu v blízkosti ohybu vylisováním výztužných žeber v místě ohybu kalibrováním bočními čelistmi 5
Zamezení odpružení při ohýbání zkosením a prolisy 6
Síla lisu F lv (N) pro výlisky tvaru V: F = + F ov F kv kde F ov... ohýbacísíla pro výlisky tvaru V (N) F kv... síla pro kalibraci (vyrovnání) výlisku pro výlisky tvaru V (N) pokud se provádí Sílu lisu F je po výpočtu nutno zaokrouhlit (např. na desítky kn), podle této síly určit lis - vyzkoušet! 7
Síla ohýbáníf ov (N) pro výlisky tvaru V: c R b t 2 F ov = FoV m om l ov kde c FoV... Součinitel R m (σ Pt )... mez pevnosti v tahu (MPa) b om... šířka ohýbaného materiálu (mm) t... tloušťka ohýbaného materiálu (mm) l ov... vzdálenost ohýbacích hran (mm) 8
Síla pro kalibraci výlisku F kv (N) pro výlisky tvaru V: F = S p kv kv kv kde S kv... vyrovnávaná plocha (mm 2 ): kde p kv... měrný tlak (MPa) 9
součinitel 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Součinitel pro výpočet síly ohýbání pro výlisky tvaru V t tloušťka ohýbaného materiálu 5t 10t 15t 20t 25t 30t vzdálenost ohýbacích hran 10
Síla ohýbáníf ou (N) pro výlisky tvaru U kde c FoU... součinitel :c FoU = 0,4 R m (σ Pt )... mez pevnosti vtahu (MPa) b om... šířka ohýbaného materiálu (mm) t... tloušťka ohýbaného materiálu (mm)... rameno, na kterém působíohýbací a ou F ou = c FoU R a m b ou om t síla F ou (mm) 2 11
URČENÍ RAMENE PRO PROF ou a rameno na kterém působí síla F R 1 poloměr ohybnice R 2 poloměr ohybníku t - tloušťka materiálu 12
nejmenšídélka ohýbaného ramene l min umístění děr 13
Zaobleníhran čelistímá vliv na velikost ohýbacísíly, na velikost odpružení a na jakost výlisku (na rozměrovou přesnost výlisku) poloměr zaobleníčinnéčásti pohyblivéčelisti R 2 R 2 = r oh kde r oh... vnitřnípoloměr ohybu výlisku (mm) poloměr zaobleníčinnéčásti pevnéčelisti R 1 ( ) t R = 2 6 1 14
Vůle mezi pevnou a pohyblivou čelistíovlivňuje velikost ohýbacísíly (menšívůle = větší ohýbacísíla a naopak) a vpřípadě výlisků tvaru U má vliv i na velikost odpružení: vůle mezi pevnou a pohyblivou čelistípro výlisky tvaru V: v ov = vůle mezi pevnou a pohyblivou čelistípro výlisky tvaru U: v = t + t c ou kde c t... součinitel vlivu třeníohýbanésoučásti o pevnou čelist s ohledem na délku ramene: c t = 0,1 0,15 pro délku ramene 10 200 mm. t t 15
Zamezení posuvu materiálu při ohýbání - posuv polotovaru lze vyloučit silným protitlakem přidržovače zdrsněním povrchu pohyblivéčelisti nebo povrchu přidržovače zalisováním kalených hrotů do ohýbací hrany pohyblivé čelisti zajištěním ohýbané součásti jedním nebo více kolíky, které jsou pevně nebo odpruženě uloženy v některé zčinných částí ohýbadla a drží ohýbanou součást proti posunutí za předem vystřižený otvor 16
OHÝBADLO JEDNODUCHÉ 1 ZÁKLADOVÁ DESKA 2 OHYBNICE PEVNÁČÁST 3 DORAZ 4 - OHYBNÍK POHYBLIVÁČÁST 5 - STOPKA 17
OHÝBADLO S VODÍCÍMI SLOUPKY 1 HLAVICE 2 OHYBNÍK 3 VYHAZOVAČ 4 VODÍCÍ SLOUPEK 5 DORAZ 6 OHYBNICE 7 ZÁKLADOVÁ DESKA 18
RŮZNÉ TVARY OHYBNÍKŮ Úprava výlisků k snadnému vyjímání a k vhodné konstrukci pohyblivé čelisti 19
Pevná čelist tzv. ohybnice je základní nejdražší funkční součást ohýbadla.; vyrábíse jako: celistvé skládané-objímka je zlevnějšíkonstrukčníoceli (11 500) a činnévložky jsou znástrojovéoceli (např. NO legovanápro práci za studena 19 436) Materiál pevnéčelisti a tepelnézpracování-např. NO legovanépropráci za studena 19 436, 19312; kalenoa popuštěno na HRC 60 61(oproti střižnici je nutné, aby pevná čelist byla poněkud houževnatější, dále je vhodné aby pevná čelist měla o2hrc většítvrdost nežčelist pohyblivá-při případné kolizi je snazší vyrobit ohybník než ohybnici ). Opracováníčinných ploch-leštěno na R a = 0,4 0,8. 20
Pohyblivá čelist - ohybník je základní činnou částí ohýbadla. Ohybníky mohou být: celistvé vložkované(rozměrnější ohybníky se vložkují z úsporných důvodů). Materiál pohyblivéčelisti a tepelnézpracování: např. NO legovanépro práci za studena 19 436, 19 312; kalenoa popuštěno na HRC 58 59(oproti střižníku je nutné, aby pohyblivá čelist byla poněkud houževnatější). Opracováníčinných ploch-leštěno na R a = 0,4 0,8. 21
Dorazy -ohýbadla nemajívedenímateriálu. Poloha pásu plechu se zajišťuje dorazy pevné - upevněny šrouby a kolíky k pevnéčelisti, nebo mohou být vytvořeny přímo v pevnéčelisti jako tzv. zapuštěné Nastavitelné - umožňují seřízení polohy pro případ tvarově podobných, ale rozměrově poněkud odlišných výlisků Materiál běžná konstrukčníocel 22
Přidržovačese používajíu ohýbadel, kde se polotovar při ohýbánízvedá a může se oddálit zdorazů, čímžby změnil svou původní polohu. Přidržovače mohou být pružinovénebo vzduchové; konstruovanébuď jako součást ohýbadla nebo jako přídavné zařízení k lisu 23
Stěrač se používá pokud výlisek zůstává na pohyblivé části ohýbadla Stěrače se upevňují knepohyblivéčásti nástroje a nesmí bránit práci obsluhy lisu 24
HLEDISKA PŘI NÁVRHU KONSTRUKCE 1. Technologické- nejdůležitější 2. Konstrukční 3. Provozní 4. Konstrukční vybavení nástrojů Ad 1. Správným vyřešením nástroje po stránce technologické splněn předpoklad výlisek správných rozměrů bez povrchových vad,řeší se zde Lisovací poloha Tvar a velikost přídavků Seskupení výlisků středění 25
Kvalita výlisku odrážíi požadavky na kvalitu konstrukce a výrobu nástroje. Zde působí vlivy Obtížnost výlisku Velikost výlisku tolerance, tažné vůle Přesnost výlisku trvanlivost pracovních ploch nástroje středění pomocítechnologických otvorů Jakost povrchu výlisku činnéčásti nástroje jemně obrobeny, popř. tvrdě chromovány 26
Ad 2. konstrukční hledisko správnou konstrukcí zajišťujeme požadovanou životnost lisovacího nástroje. Způsoby dosažení Volba vhodného materiálu a tepelnézpracováníčinných částí ohybník, ohybnice, Správné dimenzování nástroje, aby odpovídal prováděné operaci i tlaku lisu Vodícíčásti dostatečnětuhé, aby zachovaly vůle mezi pevnou a pohyblivou částía tím šetřily nástroj před vytlučením Snadné zakládání a vyjímání výlisků viditelné dorazy snadná vyrobitelnost a údržba nástroje 27
Ad 3. provozníhledisko vyřešit nástroj tak, aby splnil plánovanou pracnost. Zahrnuje úkony Mechanizačníprvky zdvihače, skluzy, transportéry odstřižků, výsuvné dorazy umožňující použití mechanické ruky, transportéry výlisků Ad 4. konstrukční vybavení nástrojů příklady Využít max. jednočinné lisy Pro dna nástrojů lze použít plastické hmoty Upínat na univerzální stoličky Celokovový nástroj z litiny ( 422425) Kalené vložky Pevné vodící části Automatické upínání na lisy Atd. 28
Stavebnicovénástroje-nástroj se sestavízestálých, přestavitelných a vyměnitelných součástí Stálé součásti tvoří nosné, vodící a upínací části Přestavitelné součásti bývají funkční a opěrné Vyměnitelnésoučástijsou závisléna výlisku a zhotovíse podle jeho tvaru a velikosti Upínání lisovacích nástrojů spodníčást nástroje se upínána stůl nebo spodnídesku lisu zásadněupnutím základovédesky nástroje (má-li základovádeska výřezy pro šrouby, tak se upínášrouby; jinak pomocí upínek) horníčást nástroje se upínápomocístopky v beranu (smýkadle) lisu 29
ZDROJE ČSN 01 0451,ČSN 22 7340,ČSN 22 7340,ČSN 22 7340, ČSN 01 7009, ČSN 22 6004 Fiala J.,BebrA.,MatoškaZ.,Strojnickétabulky -materiály pro strojírenskou výrobu,sntl, Praha, 1990 Hluchý M. a kol.,strojírenskátechnologie 2 -polotovary a jejich technologičnost - základy obrábění, SNTL, Praha, 1979 Jech J.,Tepelné zpracování oceli - metalografická příručka,sntl, Praha, 1983 KotoučJ. -ŠanovecJ. -Čermák J. -Mádle L.,Tvářecí nástroje,čvut, Praha, 1993 30