Przeprowadzenie prób w warunkach laboratorium oraz zestawienie wyników

Stanowisko badawcze

Operacje tłoczenia i przetłaczania zrealizowano na maszynie wytrzymałościowej typu ZD-100 (rys.9.1) w warunkach Laboratorium Komputerowego Modelowania i Technologii Obróbki Plastycznej. Do badań użyto narzędzi przedstawionych na rysunku 9.2.

Charakterystyka techniczna maszyny ZD-100:

  • nacisk w trzech podzakresach – 100kN, 400kN, 1MN,
  • prześwit między kolumnami – 60 mm,
  • wysokość przestrzeni do rozciągania przy wysuniętym tłoku roboczym – 750 mm,
  • wysokość przestrzeni do ściskania przy wysuniętym tłoku roboczym – 695 mm,
  • szybkość przemieszczania środkowej głowicy dla ustawienia przestrzeni do rozciągania i ściskania – 280 mm

Wykonanie operacji tłoczenia i przetłaczania na surowo bez wyżarzania rekrystalizującego z użyciem środka  smarnego.

W trakcie badań przeprowadzono wytłaczanie , a następnie czterokrotne przetłaczanie wytłoczek z trzech różnych rodzajów blach tj. stalowej, miedzianej i aluminiowej (rys.9.2) o grubości g=1 mm i średnicy DK = 50 mm ze smarowaniem (smar ŁT).

TABELA.9.1.Wymiary średnic matryc i stempli.

Rodzaj operacji Średnica  matrycy

[mm]

 Średnica stempla

 
Tłoczenie 29 25,7
Przetłaczanie II 24,72 22,2
Przetłaczanie II 21,92 19,82
Przetłaczanie  III 20,4 17,66
Przetłaczanie IV 17,2 14,8

Badany materiał: STAL.

TŁOCZENIE

Średnica matrycy: 29 mm.

Średnica stempla 25.7 mm.

Rodzaj smaru:  ŁT

Maksymalna siła tłoczenia  F

[kN]

 Średnia wysokość h

[mm].

 Współczynnik wytłaczania

m
14 kN 17.2 mm 0,58

Średnica krążka D=50 mm,

Średnica otrzymanej wytłoczki  d=28,8 mm,

Współczynnik wytłaczania

PRZETŁACZANIE  I

Średnica matrycy: 24,72 mm,

Średnica stempla:  22,20 mm,

Maksymalna siła przetłaczania I  F [kN] Średnia wysokość  h1

[mm]

 Współczynnik przetłaczania I

m1
15.5 kN 21,9 mm 0,85

Średnica  wytłoczki po  wstępnym wytłoczeniu:     d=28,8 mm,

Średnica  wytłoczki po pierwszym przetłoczeniu:  d1=24,46 mm

Współczynnik przetłaczania

PRZETŁACZANIE II

Średnica matrycy : 21,92 mm,

Średnica stempla:   19,82 mm,

Maksymalna siła przetłaczania  II F

[kN]

 Średnia wysokość próbki   h2

[mm]

 Współczynnik przetłaczania II

m2
23 kN 27.74 mm 0,89

Średnica wytłoczki po pierwszym przetłaczaniu d1=24,46 mm,

Średnica wytłoczki po drugim przetłaczaniu  d2=  21,84 mm

Współczynnik przetłaczania

PRZETŁACZANIE III

Średnica matrycy : 20,4  mm,

Średnica stempla:  17,66  mm,

Maksymalna siła przetłaczania  III

[kN]

 Średnia wysokość h3

[mm]

 Współczynnik przetłaczania III

m3
8,5 kN 30,66 mm 0,9

Średnica próbki po drugim przetłaczaniu : d2  =21,84 mm,

Średnica próbki po trzecim przetłaczaniu : d3  =19,82 mm,

Współczynnik przetłaczania

PRZETŁACZANIE IV

Średnica matrycy : 17,2  mm,

Średnica stempla:  14,8  mm,

Maksymalna siła przetłaczania  III

[kN]

 Średnia wysokość h4

[mm]

 Współczynnik przetłaczania III

m4
15  kN 36,2 mm 0,85

Średnica próbki po drugim przetłaczaniu : d3  =19,82  mm,

Średnica próbki po trzecim przetłaczaniu : d4  =16,88  mm,

Współczynnik przetłaczania

Po przeprowadzeniu powyższych operacji na otrzymanych wytłoczkach nie stwierdzono żadnych wad ani  uszkodzeń.

Badany materiał: MIEDŹ.

TŁOCZENIE

Średnica matrycy: 29 mm.

Średnica stempla 25.7 mm.

Maksymalna siła tłoczenia F

[kN]

 Średnia wysokość próbki  h.

[mm].

 Współczynnik wytłaczania

m
10 kN 16,52 mm 0,58

Średnica krążka:  D=50 mm,

Średnica otrzymanej wytłoczki :  d=28,76 mm,

Współczynnik wytłaczania

PRZETŁACZANIE  I

Średnica matrycy: 24,72 mm,

Średnica stempla:  22,20 mm,

Maksymalna siła przetłaczania I F[kN] Średnia wysokość  próbki h1

[mm]

 Współczynnik przetłaczania I

m1
16 kN 21,7 mm 0,85

Średnica wytłoczki po wstępnym wytłoczeniu:  d=28,76 mm,

Średnica  wytłoczki po pierwszym przetłoczeniu:  d1=24,66 mm

Współczynnik przetłaczania:

PRZETŁACZANIE II

Średnica matrycy : 21,92 mm,

Średnica stempla:   19,82 mm,

Maksymalna siła  przetłaczania II F

[kN]

 Średnia wysokość  próbki  h2

[mm]

 Współczynnik przetłaczania

m2
18 kN 27,28 mm 0,89

Średnica wytłoczki po pierwszym przetłaczaniu:  d1=24,66 mm,

Średnica wytłoczki po drugim przetłaczaniu:   d2=  21,82 mm

Współczynnik przetłaczania:

PRZETŁACZANIE III

Średnica matrycy : 20,4  mm,

Średnica stempla:  17,66  mm,

Maksymalna siła przetłaczania III  F [kN] Średnia wysokość  próbki   h3

[mm]

 Współczynnik przetłaczania

m3
6,5  kN 29,82 mm 0,9

Średnica próbki po drugim przetłaczaniu : d2 =21,82 mm,

Średnica próbki po drugim przetłaczaniu : d3 =19,82 mm,

Współczynnik przetłaczania:

PRZETŁACZANIE IV

Średnica matrycy : 17,2  mm,

Średnica stempla:  14,8  mm,

Maksymalna siła przetłaczania IV  F [kN] Średnia wysokość  próbki   h4

[mm]

 Współczynnik przetłaczania

m4
10  kN 37,2 mm 0,85

Średnica próbki po drugim przetłaczaniu : d3 =19,82 mm,

Średnica próbki po drugim przetłaczaniu : d4 =16,9 mm,

Współczynnik przetłaczania:

Po przeprowadzeniu powyższych operacji na otrzymanych wytłoczkach   nie stwierdzono żadnych uszkodzeń.

Badany materiał: ALUMINIUM.

TŁOCZENIE

Średnica matrycy: 29 mm.

Średnica stempla 25.7 mm.

Maksymalna siła tłoczenia F

[kN]

 Średnia wysokość  próbki  h

[mm].

 Współczynnik wytłaczania

m
4  kN 16, 58  mm 0,58

Średnica krążka :  D=50 mm,

Średnica otrzymanej wytłoczki:  d=28,92 mm,

Współczynnik wytłaczania :

PRZETŁACZANIE  I

Średnica matrycy: 24,72 mm,

Średnica stempla:  22,20 mm,

Maksymalna siła przetłaczania I F [kN] Średnia wysokość  próbki    h1

[mm]

 Współczynnik przetłaczania

m2
6,5 kN 22,18  mm 0,85

Średnica wytłoczki po wstępnym wytłoczeniu: d=28,92 mm,

Średnica  wytłoczki po pierwszym przetłoczeniu:  d1=24,48 mm

Współczynnik przetłaczania:

PRZETŁACZANIE II

Średnica matrycy : 21,92 mm,

Średnica stempla:   19,82 mm,

Maksymalna siła przetłaczania II F

[kN]

 Średnia wysokość  próbki   h2

[mm]

 Współczynnik przetłaczania

m2
7  kN 27,8 mm 0,89

Średnica wytłoczki po pierwszym przetłaczaniu d1=24,48 mm,

Średnica wytłoczki po drugim przetłaczaniu  d2=  21,8 mm

Współczynnik przetłaczania:

PRZETŁACZANIE III

Średnica matrycy : 20,4  mm,

Średnica stempla:  17,66  mm,

Maksymalna siła przetłaczania III F [kN] Średnia wysokość próbki  h3

[mm]

 Współczynnik przetłaczania

m3
8  kN 30,48  mm 0,9

Średnica próbki po drugim przetłaczaniu : d2 =21,8 mm,

Średnica próbki po drugim przetłaczaniu : d3 =19,8 mm,

Współczynnik przetłaczania:

PRZETŁACZANIE IV

Średnica matrycy : 17,2   mm,

Średnica stempla:  14,8   mm,

Maksymalna siła przetłaczania IV F [kN] Średnia wysokość próbki  h4

[mm]

 Współczynnik przetłaczania

m4
4  kN 37,4  mm 0,85

Średnica próbki po drugim przetłaczaniu : d3 =19,8 mm,

Średnica próbki po drugim przetłaczaniu : d4 =16,8 mm,

Współczynnik przetłaczania:

Po przeprowadzeniu powyższych operacji na otrzymanych wytłoczkach   nie stwierdzono żadnych uszkodzeń.

Wykonanie operacji tłoczenia i przetłaczania z wykorzystaniem  procesu wyżarzania rekrystalizującego

W następnym etapie badań materiał wsadowy został wstępnie wytłoczony  i dwukrotnie przetłoczony. Po drugiej operacji przetłaczania wytłoczki  poddano wyżarzaniu rekrystalizującemu a następnie wykonano przetłaczanie  trzecie i czwarte.

Temperatury wyżarzania rekrystalizującego dla badanych materiałów podano w tabeli 4.1. Czas wyżarzania dla poszczególnych materiałów przyjęto około 30 minut.

Wyżarzanie rekrystalizujące przeprowadzono w piecu elektrycznym (rys.9.8). W rezultacie tego zabiegu otrzymano zestaw próbek do dalszych badań.

Badany materiał: STAL.

TŁOCZENIE

Średnica matrycy: 29 mm.

Średnica stempla 25.7 mm.

Rodzaj smaru:  ŁT

Maksymalna siła tłoczenia  F

[kN]

 Średnia wysokość h

[mm].

 Współczynnik wytłaczania

m
14 Kn 17.12 mm 0,58

Średnica krążka D=50 mm,

Średnica otrzymanej wytłoczki  d=28,86 mm,

Współczynnik wytłaczania

PRZETŁACZANIE  I

Średnica matrycy: 24,72 mm,

Średnica stempla:  22,20 mm,

Maksymalna siła przetłaczania I  F [kN] Średnia wysokość  h1

[mm]

 Współczynnik przetłaczania I

m1
15 kN 21,92 mm 0,85

Średnica  wytłoczki po  wstępnym wytłoczeniu:     d=28,86 mm,

Średnica  wytłoczki po pierwszym przetłoczeniu:  d1=24,42 mm

Współczynnik przetłaczania

PRZETŁACZANIE II

Średnica matrycy : 21,92 mm,

Średnica stempla:   19,82 mm,

Maksymalna siła przetłaczania  II F

[kN]

 Średnia wysokość próbki   h2

[mm]

 Współczynnik przetłaczania II

m2
23.5kN 27.54 mm 0,89

Średnica wytłoczki po pierwszym przetłaczaniu d1=24,42 mm,

Średnica wytłoczki po drugim przetłaczaniu  d2=  21,78 mm

Współczynnik przetłaczania

Po operacji drugiego przetłaczania zostało przeprowadzone wyżarzanie rekrystalizujące.

PRZETŁACZANIE III

Średnica matrycy : 20,4  mm,

Średnica stempla:  17,66  mm,

Maksymalna siła przetłaczania  III

[kN]

 Średnia wysokość h3

[mm]

 Współczynnik przetłaczania III

m3
7 kN 30,68 mm 0,9

Średnica próbki po drugim przetłaczaniu : d2  =21,78 mm,

Średnica próbki po trzecim przetłaczaniu : d3  =19,9 mm,

Współczynnik przetłaczania

PRZETŁACZANIE IV

Średnica matrycy : 17,2  mm,

Średnica stempla:  14,8  mm,

Maksymalna siła przetłaczania  III

[kN]

 Średnia wysokość h4

[mm]

 Współczynnik przetłaczania III

m4
7.5  kN 37,16 mm 0,85

Średnica próbki po drugim przetłaczaniu : d3  =19,9  mm,

Średnica próbki po trzecim przetłaczaniu : d4  =16,72  mm,

Współczynnik przetłaczania

Po przeprowadzeniu powyższych operacji na otrzymanych wytłoczkach   nie stwierdzono żadnych uszkodzeń.

Badany materiał: MIEDŹ.

TŁOCZENIE

Średnica matrycy: 29 mm.

Średnica stempla 25.7 mm.

Maksymalna siła tłoczenia F

[kN]

 Średnia wysokość próbki  h.

[mm].

 Współczynnik wytłaczania

m
10 kN 16,54 mm 0,58

Średnica krążka:  D=50 mm,

Średnica otrzymanej wytłoczki :  d=28,78 mm,

Współczynnik wytłaczania

PRZETŁACZANIE  I

Średnica matrycy: 24,72 mm,

Średnica stempla:  22,20 mm,

Maksymalna siła przetłaczania I F[kN] Średnia wysokość  próbki h1

[mm]

 Współczynnik przetłaczania I

m1
16 kN 21,74 mm 0,85

Średnica wytłoczki po wstępnym wytłoczeniu:  d=28,78 mm,

Średnica  wytłoczki po pierwszym przetłoczeniu:  d1=24,56 mm

Współczynnik przetłaczania:

PRZETŁACZANIE II

Średnica matrycy : 21,92 mm,

Średnica stempla:   19,82 mm,

Maksymalna siła  przetłaczania II F

[kN]

 Średnia wysokość  próbki  h2

[mm]

 Współczynnik przetłaczania

m2
18,5 kN 27,26 mm 0,89

Średnica wytłoczki po pierwszym przetłaczaniu:  d1=24,56 mm,

Średnica wytłoczki po drugim przetłaczaniu:   d2=  21,78 mm

Współczynnik przetłaczania:

Po operacji drugiego przetłaczania miedzi zostało przeprowadzone wyżarzanie rekrystalizujące.

PRZETŁACZANIE III

Średnica matrycy : 20,4  mm,

Średnica stempla:  17,66  mm,

Maksymalna siła przetłaczania III  F  [kN] Średnia wysokość  próbki   h3

[mm]

 Współczynnik przetłaczania

m3
2,5  kN 31,38 mm 0,9

Średnica próbki po drugim przetłaczaniu : d2 =21,78 mm,

Średnica próbki po drugim przetłaczaniu : d3 =19,84 mm,

Współczynnik przetłaczania:

PRZETŁACZANIE IV

Średnica matrycy : 17,2  mm,

Średnica stempla:  14,8  mm,

Maksymalna siła przetłaczania IV  F [kN] Średnia wysokość  próbki   h4

[mm]

 Współczynnik przetłaczania

m4
5,5  kN 38,18 mm 0,85

Średnica próbki po drugim przetłaczaniu : d3 =19,78 mm,

Średnica próbki po drugim przetłaczaniu : d4 =16,8 mm,

Współczynnik przetłaczania:

Po przeprowadzeniu powyższych operacji na otrzymanych wytłoczkach   nie stwierdzono żadnych uszkodzeń.

Badany materiał: ALUMINIUM.

TŁOCZENIE

Średnica matrycy: 29 mm.

Średnica stempla 25.7 mm.

Maksymalna siła tłoczenia F

[kN]

 Średnia wysokość  próbki  h

[mm].

 Współczynnik wytłaczania

m
4,5  kN 16, 56  mm 0,58

Średnica krążka :  D=50 mm,

Średnica otrzymanej wytłoczki:  d=28,9 mm,

Współczynnik wytłaczania :

PRZETŁACZANIE  I

Średnica matrycy: 24,72 mm,

Średnica stempla:  22,20 mm,

Maksymalna siła przetłaczania I F [kN] Średnia wysokość  próbki    h1

[mm]

 Współczynnik przetłaczania

m2
6,5 kN 22,2  mm 0,85

Średnica wytłoczki po wstępnym wytłoczeniu: d=28,9 mm,

Średnica  wytłoczki po pierwszym przetłoczeniu:  d1=24,46 mm

Współczynnik przetłaczania:

PRZETŁACZANIE II

Średnica matrycy : 21,92 mm,

Średnica stempla:   19,82 mm,

Maksymalna siła przetłaczania II F

[kN]

 Średnia wysokość  próbki   h2

[mm]

 Współczynnik przetłaczania

m2
7  kN 28,22 mm 0,89

Średnica wytłoczki po pierwszym przetłaczaniu d1=24,46 mm,

Średnica wytłoczki po drugim przetłaczaniu  d2=  21,76 mm

Współczynnik przetłaczania :

Po operacji drugiego przetłaczania aluminium zostało przeprowadzone wyżarzanie rekrystalizujące.

PRZETŁACZANIE III

Średnica matrycy : 20,4  mm,

Średnica stempla:  17,66  mm,

Maksymalna siła przetłaczania III F [kN] Średnia wysokość próbki  h3

[mm]

 Współczynnik przetłaczania

m3
1  kN 31,5  mm 0,9

Średnica próbki po drugim przetłaczaniu : d2 =21,76 mm,

Średnica próbki po drugim przetłaczaniu : d3 =19,82 mm,

Współczynnik przetłaczania :

PRZETŁACZANIE IV

Średnica matrycy : 17,2   mm,

Średnica stempla:  14,8   mm,

Maksymalna siła przetłaczania IV F [kN] Średnia wysokość próbki  h4

[mm]

 Współczynnik przetłaczania

m4
2  kN 38,46  mm 0,85

Średnica próbki po drugim przetłaczaniu : d3 =19,82 mm,

Średnica próbki po drugim przetłaczaniu : d4 =16,78 mm,

Współczynnik przetłaczania :

Po przeprowadzeniu powyższych operacji na otrzymanych wytłoczkach   nie stwierdzono żadnych uszkodzeń.

Poniżej zostały przedstawione tabele porównujące maksymalne siły tłoczenia oraz wysokości  otrzymanych wytłoczek z dwóch serii badań.

TABELA.9.2. Zestawienie maksymalnych sił tłoczenia  oraz otrzymanych wysokości wytłoczek stalowych w poszczególnych próbach.

STAL
 

Rodzaj operacji:

 

Toczenie

Przetłaczanie I

Przetłaczanie II

Przetłaczanie III

Przetłaczanie IV

 Pierwsza seria badań Druga seria badań
Max siła

[kN]

 Wysokość [mm] Max siła

[kN]

 Wysokość [mm]
14

15,5

23

8,5

15

 17,2

21,9

27,74

30,66

36,2

 14

15

23,5

7

7,5

 17,12

21,92

27,54

30,68

37,16

TABELA.9.3. Zestawienie maksymalnych sił tłoczenia  oraz otrzymanych wysokości wytłoczek miedzianych w poszczególnych próbach.

MIEDŹ
 

Rodzaj operacji:

 

Toczenie

Przetłaczanie I

Przetłaczanie II

Przetłaczanie III

Przetłaczanie IV

 Pierwsza seria badań Druga seria badań
Max siła

[kN]

 Wysokość [mm] Max siła

[kN]

 Wysokość [mm]
10

16

18

6,5

10

 16,52

21,7

27,28

29,82

37,2

 10

16

18,5

2,5

5,5

 16,54

21,74

27,26

31,38

38,18

TABELA.9.4. Zestawienie maksymalnych sił tłoczenia  oraz otrzymanych wysokości wytłoczek aluminiowych w poszczególnych próbach.

ALUMINIUM
 

Rodzaj operacji:

 

Toczenie

Przetłaczanie I

Przetłaczanie II

Przetłaczanie III

Przetłaczanie IV

 Pierwsza seria badań Druga seria badań
Max siła

[kN]

 Wysokość [mm] Max siła

[kN]

 Wysokość [mm]
4

6,5

7

8

4

 16,58

22,18

27,8

30,48

37,4

 4,5

6,5

7

1

2

 16,56

22,2

28,22

31,5

38,46

 Rys.9.13.Porównanie wysokości otrzymanych wytłoczek wyżarzonych i nie wyżarzonych.

Rys.9.14. Porównanie maksymalnych sił tłoczenia w V operacji wyżarzonych i nie wyżarzonych.

Źródło: opracowanie własne

Jeśli szukają Państwo pomocy w napisaniu własnej pracy - potrzebują Państwo fachowych konsultacji to polecamy stronę pisanie prac - profesjonalna pomoc w pisaniu prac w granicach prawa