Feszültségállapot hatáson alapuló eljárások

Egy tetszőleges pont feszültségi állapotát jellemző kilenc komponensét a feszültségi tenzor adja meg; Tσ

z

y

x

xz

xy

zx zy yz

yx y

z

x xy xz

yx y yz

zx zy z

ij= ji

6 ismeretlen

Tetszőleges háromtengelyű feszültségi állapot felbontható egy hidrosztatikus feszültségi állapotra és egy ettől eltérő feszültségi

állapotra. A folyás akkor fog megindulni, ha a feszültségi állapot a

hidrostratikus feszültségi állapottól meghatározott mértékben eltér.

IIIIIIzyxm 3

1

3

1p

annungDeviatorsp:

mzzyzx

yzmyyx

xzxymx

Spannung

scheHydrostati:

m

m

m

ij

ijm

00

00

00

cherAnteilDeviatoris

mIII

mII

mI

Anteil.Hydrost

m

m

m

ii

Finomkivágás

• A hagyományos kivágó- lyukasztó technológia továbbfejlesztése során arra törekedtek, hogy az új eljárás egyetlen lépésben utóalakító műveletek nélkül tegye lehetővé a növelt pontosságú lemezalkatrész előállítását.

• A megoldást az 1950-es években Svájcban kifejlesztett

finomkivágás technológia (Fine blanking) jelentette, mellyel egyetlen műveletben állítható elő olyan lemezalkatrész amelynek külső és belső kontúron vágott felületei simák, a lemez síkjára merőlegesek, stb. A hagyományos- és finomkivágással megvalósítható méret- és alaktűrésekről, a vágott felületen elérhető érdességről tájékoztat az alábbi táblázat:

Finomkivágás

Elvi feszültségállapot, és a hozzá tartozó Mohr kör

Hagyományos kivágás: Finom kivágás:

Hagyományos és finomkivágással megvalósítható méret és alaktűrések

A vizsgált jellemző Hagyományos kivágás Finomkivágás

A külső és belső kontúrhoz tartozó méretek elérhető pontossága:

IT9 - IT12 IT6 - IT9

Lyukasztott áttöretek tengelytávolságának elérhető pontossága:

IT9 – IT11 IT6 – IT7

Vágott felület merőlegességétől való eltérés:

0,05 … 0,3 (mm/mm) 0,01 … 0,02 (mm/mm)

A kivágott darab síktól való eltérése:

0,2 … 0,3 (mm/100mm) 0,01 …0,02 (mm/100mm)

A vágott felület érdessége: Ra= 5 … 40 (µm) Ra= 0,32 … 1,25 (µm)

Finomkivágás elvi vázlata: 1 – alapanyag• 2 – ékgyűrűlap Fgy = ksz.L[N]

• 3 – kivágóbélyeg Fv= L.s.τ[N]• 4 – vágólap• 5 – ellenbélyeg Fe = (20-70)106A[N]• Ahol: L a vágott kerület• s a lemez vastagsága• τ az anyag nyírószilárdsága• ksz fajlagos behatolási ellenállás• A munkadarab területe

Négy aktív szerszámelem működik.• A nyírt zónában többtengelyű

nyomófeszültségi állapot van,• emiatt az anyag- szétválasztás

képlékeny folyással megy végbe.• Eredmény: a vágási felület repedés

mentes, alakhű és méretpontos.

Ékgyűrűerő meghatározása• Az ékgyűrűbenyomás erőszükségletének közelítő meghatározása

elvégezhető az ábrán látható diagram felhasználásával.

• a - saválló acél, b - ötvözött acél, c - ötvözetlen szerkezeti acél

• A diagramból leolvasható a 1 mm hosszú ékgyűrű benyomásának erőszükséglete különböző anyagminőségeknél, az ékgyűrűmagasság függvényében.

A hagyományos- és finomkivágás erő – út diagramja

Finomkivágó-szerszám összeállítási rajza

Vágórés mérete hagyományos- és finomkivágásnál

Vágórés• Finomkivágásnál a vágólap és a vágóbélyeg közötti oldalankénti

vágórés meghatározása a hagyományos kivágásnál megismert összefüggéssel végezhetõ, azzal a különbséggel, hogy itt a "cu" értéke egy nagyságrenddel kisebb, tehát cu 0,00016.

• Az oldalankénti vágórés finomkivágásnál:

• ahol: cu - a vágórés meghatározásához szükséges tényező

s - a lemezvastagság [mm], τB - a vágott lemez nyírószilárdsága [N/mm2]-ben.

Ékgyűrű

Ékgyűrű

Az egy- és két oldalon alkalmazott ékgyűrű kialakítás ajánlott geometriai méreteit szemlélteti az ábra.

A munkadarab leválasztás jellegzetes fázisai finomkivágásnál

• A „a” ábrán az aktív elemek és a sáv vagy szalag kiinduló helyzete látható.

• A második fázisban a szerszám zár és az ékgyűrűt „Fgy” erővel a szalagba nyomja „b”.

• Ezt követően a kivágóbélyeg megkezdi a kivágást az „Fell” ellenbélyegerővel szemben „c”.

• A kivágási folyamat alatt az ékgyűrűlapot leszorító „Fgy” erő végig fennmarad. A bélyeg a szűk vágórés miatt nem jár a vágólapba , a vágólap felső síkja felett 0,01 ... 0,02 mm-rel megáll „d”, ezzel a munkadarab leválasztási folyamata befejeződött.

• A kivágott darab a fényes, vágott felületének sérülésmentessége érdekében nem nyomható vissza a sávba. Ezért a szerszám felsőrész nyitásának megkezdése előtt az ellenbélyeg az alsó holtponti helyzetében reteszelődik.

• A szerszám felsőrész nyit, a kivágó bélyeg és az ékgyűrűlap a kiinduló helyzetébe megy, a sáv vagy szalag a vágólap síkjáról felemelkedik.

• Ezt követően megszűnik az ellenbélyeg reteszeltsége, kiinduló helyzetébe emelkedik, ezzel egyidőben a munkadarabot a vágólap felső síkjára emeli.

• A szerszám munkateréből a darabot levegő fuvatással vagy kézzel (csipesszel) távolítják el, melynek megtörténtét gondosan ellenőrizni kell.

• A munkatérben maradt munkadarab a következő ciklusban súlyos károkat okozhat a szerszámban.

Motorkerékpár lánckerék hagyományos- és finomkivágásal végzett

gyártásának műveleti lépései

Ékgyűrű vonalvezetése• Az ékgyűrű vonalvezetésének kialakításakor az

ékgyűrű gyártástechnológiai korlátai miatt , kompromisszumokra vagyunk utalva.

• Az ékgyűrű vonalvezetésének lehetséges megoldásai:

Az ékgyűrű és a vágórés méretének hatása a vágott felület minőségére

Sávterv• Finomkivágásnál több hulladék marad vissza még gondos

sávtervezés esetén is mint a hagyományos kivágásnál, mivel itt a hídszélességet és az oldalszélességet nagyobbra kell választani az ékgyűrű miatt.

• A sávszélesség és a lépéstávolság meghatározásához ad elvi útmutatást ez az ábra.

Többműveletes finomkivágó szerszám sávterve

Finomkivágó szerszámban elvégezhető lemezalakító műveletek

Finomkivágással készült, jellegzetes alkatrészek

Finomkivágással készült sebességváltó fogaskerék

Kivágás poliuretán elasztomerrel

Poliuretán párnával történő kivágás1. Poliuretán párna, 2. kivágandó lemez, 3. vágólap, 4. alaplap

1

2

3

4

1

2

3

4

H

Mélyhúzás poliuretán elasztomerrel

• Mélyhúzás rugalmas közeggel (60-80 Shore )• A gumipárna egy köpenyen belül meg van vezetve és ezen belül nyomjuk

rá a lemezt a szilárdan nyugvó bélyegre. Gyakorlatilag ez ráncfogó nélküli mélyhúzásnak számít, így a mélyhúzási viszony igen korlátozott.

• Hidraw eljárás , amelynél a bélyeg is elmozdul a ráncfogóval ellentétes irányban. A módszer előnye, hogy nagy húzási viszony érhető el és a mélyhúzott csésze lemezvastagságának az eltérése nem nagy.

Hidroform eljárás

• A húzási viszony a szokásos 2-2,4 értékről 3-4 értékre is megnövekedhet.• Alkalmazható:• Lapos bonyolult alakú munkadarabok húzásánál• Kúpos, parabólikus alakú munkadarabok mélyhúzásánál, mert nem kell

másodlagos ráncképződéstől tartani• Nyomás alatti edények gyártásakor, mert nem kell a fenék és palást

átmenetelenél jelentős falvastagságcsökkenéssel számolni

Hidromechanikus mélyhúzás

• Az eljárás alkalmazhatósága:• Előhúzott munkadarabok hidromechanikus továbbhúzására• Előhúzott munkadarabok kifordító húzására• Alkalmas egy szerszámban egyesíteni a hagyományos mélyhúzást és a

hidromechanikus kifordító húzást• Alkalmazható egy szerszámban kivágásra és továbbhúzásra is.

Csőidom gyártása folyadéknyomással

Fitting gyártás