Projektowanie procesów ciągnienia wytłoczek kołowo-symetrycznych i konstrukcji kołowych. Tom I

Spis treści
Wprowadzenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Wykaz oznaczeń . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1. CHARAKTERYSTYKA BLACH I TAŚM DO TŁOCZENIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.1. Blachy i taśmy stalowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.1.1. Blachy i taśmy ze stali niskowęglowych i niskostopowych . . . . . . . . . . . . . 14
1.1.1.1. Kryteria podziału i oznaczenia taśm ze stali niskowęglowych . . . . 18
1.1.1.2. Kryteria podziału i oznaczenia blach cienkich ze stali
węglowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.1.1.3. Kryteria podziału i oznaczenia wyrobów płaskich walcowanych
na zimno ze stali niskowęglowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.1.2. Blachy i taśmy ze stali nierdzewnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.2. Blachy i taśmy z miedzi i jej stopów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
1.3. Blachy, taśmy i krążki z aluminium i jego stopów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
1.3.1. Blachy i taśmy z aluminium i jego stopów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
1.3.2. Krążki z aluminium i jego stopów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2. KLASYFIKACJA WYTŁOCZEK KOŁOWO-SYMETRYCZNYCH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.1. Wytłoczki jednostopniowe o stałej grubości ścianki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.2. Wytłoczki wielostopniowe o stałej grubości ścianek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.3. Wytłoczki wielostopniowe przewijane o stałej grubości ścianek . . . . . . . . . . . . . . 49
2.4. Wytłoczki rurowe (bez denka) o stałej grubości ścianek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2.5. Wytłoczki obciskane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
2.6. Wytłoczki rozpęczane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.7. Wytłoczki z kształtowymi kołnierzami . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
2.8. Wytłoczki z wywijaną częścią górną pobocznicy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
2.9. Wytłoczki z pocienioną ścianką (wyciągane) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
2.10. Wytłoczki wykonywane poprzez zgniatanie obrotowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3. CIĘCIE BLACH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
3.1. Cięcie na nożycach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
3.2. Cięcie na wykrojnikach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
3.3. Cięcie gumą . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
3.4. Cięcie dokładne (gładkie) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
4. METODY WYKONYWANIA WYTŁOCZEK KOŁOWO-SYMETRYCZNYCH . . . . . . . . . . . . . . 82
4.1. Wytłaczanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
4.2. Przetłaczanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
4.3. Wyciąganie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
4.4. Rozpęczanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
4
4.4.1. Rozpęczanie części górnej wytłoczek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
4.4.2. Rozpęczanie wytłoczek w części dolnej lub środkowej . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
4.4.2.1. Rozpęczanie gumą . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
4.4.2.2. Rozpęczanie cieczą . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
4.4.2.3. Rozpęczanie hydromechaniczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
4.4.2.4. Rozpęczanie za pomocą segmentów dzielonych . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
4.4.2.5. Rozpęczanie za pomocą materiałów sypkich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
4.4.2.6. Rozpęczanie narzędziami sztywnymi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
4.5. Obciskanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
4.5.1. Obciskanie obrzeży wytłoczek (końców rur) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
4.5.2. Obciskanie części środkowej wytłoczek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
4.6. Jednoczesne rozpęczanie i obciskanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
4.7. Wywijanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
4.7.1. Wywijanie obrzeży otworów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
4.7.2. Wywijanie kołnierzy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
4.7.3. Wywijanie pobocznicy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
4.8. Dotłaczanie (kalibrowanie) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
4.9. Wyoblanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
4.9.1. Wyoblanie wytłoczek z krążka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
4.9.2. Wyoblanie wewnętrzne (rozpęczanie) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
4.9.3. Wyoblanie zewnętrzne (obciskanie) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
4.9.4. Wyoblanie obrzeży zewnętrznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
4.9.5. Okrawanie pobocznicy i kołnierza wytłoczek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
4.10. Zgniatanie obrotowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
4.11. Gięcie fragmentów kołnierza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
5. ZASADY CIĄGNIENIA WYTŁOCZEK Z KRĄŻKA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
5.1. Obliczanie średnicy krążka wyjściowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
5.1.1. Dobór naddatku na okrawanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
5.1.2. Średnica krążka wyjściowego dla wytłoczek jednostopniowych . . . . . . . . . 180
5.1.3. Średnica krążka wyjściowego dla wytłoczek o dowolnym kształcie . . . . . . 188
5.2. Wyznaczenie szerokości pasa lub taśmy i skoku podawania . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
5.2.1. Skok podawania materiału w wykrojniku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
5.2.2. Szerokość pasa lub taśmy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
5.2.2.1. Wykrawanie 1-rzędowe krążków . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
5.2.2.2. Wykrawanie 2-rzędowe krążków . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
5.2.2.3. Wykrawanie n-rzędowe krążków . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
5.3. Analiza rozkroju arkuszy blach na pasy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
5.4. Określenie ilości i kolejności zabiegów ciągnienia wytłoczek . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
5.4.1. Ciągnienie wytłoczek bez pocienionych ścianek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
5.4.1.1. Sprawdzenie możliwości ciągnienia wytłoczki w jednym
zabiegu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
5.4.1.2. Sprawdzenie możliwości jednozabiegowego ciągnienia części
górnej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
5.4.1.3. Wyznaczenie ilości zabiegów ciągnienia wytłoczki
jednostopniowej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
5
5.4.1.4. Wyznaczenie rzeczywistych współczynników ciągnienia
wytłoczki jednostopniowej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
5.4.1.5. Wyznaczenie geometrii wytłoczki jednostopniowej . . . . . . . . . . . . . 225
5.4.1.6. Sprawdzenie możliwości ciągnienia odsadzenia w jednym
zabiegu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
5.4.1.7. Wyznaczenie ilości zabiegów ciągnienia odsadzenia . . . . . . . . . . . . 231
5.4.1.8. Wyznaczenie rzeczywistych współczynników ciągnienia
odsadzenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
5.4.1.9. Wyznaczenie geometrii wytłoczki z odsadzeniem . . . . . . . . . . . . . . 232
5.4.1.10. Zasady ciągnienia kolejnych odsadzeń wytłoczki . . . . . . . . . . . . . . 235
5.4.1.11. Zasady formowania odsadzeń w początkowej fazie ciągnienia . . . 236
5.4.1.12. Zasady ciągnienia wytłoczek stożkowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
5.4.1.13. Zasady ciągnienia wytłoczek o kształtach krzywoliniowych . . . . 239
5.4.2. Ciągnienie wytłoczek walcowych z pocienioną ścianką . . . . . . . . . . . . . . . . 241
5.4.2.1. Sprawdzenie możliwości pocienienia ścianki w jednym
zabiegu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
5.4.2.2. Wyznaczenie ilości zabiegów wyciągania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
5.4.2.3. Wyznaczenie wymiarów wytłoczki przed pocienianiem ścianki . . . 249
5.4.2.4. Wyznaczenie wymiarów wytłoczki w zabiegach wyciągania . . . . . 250
5.4.2.5. Etapy formowania wytłoczek z pocienioną ścianką . . . . . . . . . . . . . 251
5.5. Odkształcenie w zabiegach ciągnienia wytłoczek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
5.6. Wyżarzanie wytłoczek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
5.7. Trawienie i czyszczenie wytłoczek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
5.8. Smarowanie w zabiegach ciągnienia wytłoczek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
6. ZASADY WIELOTAKTOWEGO CIĄGNIENIA WYTŁOCZEK Z PASA LUB TAŚMY . . . . . . . 267
6.1. Sposoby tłoczenia wynikające z ilości rzędów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
6.2. Sposoby tłoczenia wynikające z przygotowania pasa lub taśmy . . . . . . . . . . . . . . . 268
6.2.1. Tłoczenie z pełnego pasa lub taśmy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
6.2.2. Tłoczenie z pasa lub taśmy ze wstępnym wycinaniem odstępów . . . . . . . . . 270
6.2.3. Tłoczenie z pasa lub taśmy ze wstępnym nacinaniem . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
6.3. Wyznaczenie średnicy półfabrykatu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
6.4. Wyznaczenie szerokości pasa lub taśmy i skoku podawania . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276
6.4.1. Szerokość pasa lub taśmy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276
6.4.2. Skok podawania pasa lub taśmy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
6.5. Określenie ilości i rodzajów zabiegów w kolejnych taktach . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
6.6. Etapy projektowania wielotaktowego ciągnienia wytłoczek . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
7. SIŁY KSZTAŁTOWANIA WYTŁOCZEK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
7.1. Siła cięcia blach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
7.1.1. Siła cięcia na wykrojnikach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
7.1.2. Siła cięcia na nożycach gilotynowych i skokowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
7.1.3. Siła cięcia na nożycach krążkowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
7.1.4. Siła cięcia gumą . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
7.2. Siły w zabiegach ciągnienia i kształtowania wytłoczek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
7.2.1. Siła wytłaczania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
7.2.2. Siła przetłaczania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
6
7.2.3. Siła wyciągania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
7.2.4. Siła kalibrowania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
7.2.5. Siła docisku kołnierza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
7.2.6. Siła docisku pobocznicy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
7.2.7. Całkowita siła w zabiegach ciągnienia wytłoczek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
7.2.8. Siła wywijania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
7.2.9. Siła rozpęczania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
7.2.10. Siła obciskania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305
7.2.11. Siła gięcia kołnierza wytłoczki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
8. DOBÓR PRAS DO REALIZACJI ZABIEGÓW TŁOCZENIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
8.1. Prasy mechaniczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
8.1.1. Prasy mimośrodowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
8.1.2. Prasy korbowe ogólnego przeznaczenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
8.1.3. Prasy korbowe ciągowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
8.2. Prasy hydrauliczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
8.2.1. Prasy hydrauliczne wysięgowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
8.2.2. Prasy hydrauliczne bramowe (ramowe) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
8.2.3. Prasy hydrauliczne kolumnowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
8.2.4. Prasy hydrauliczne ciągowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342
Załącznik. Przykłady procesów tłoczenia wytłoczek kołowo-symetrycznych . . . . . . . . . . 355
Przykład 1. Wytłoczka jednostopniowa z kołnierzem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
Przykład 2. Wytłoczka dwustopniowa bez kołnierza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379
Przykład 3. Wytłoczka wielostopniowa z kołnierzem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408
Przykład 4. Wytłoczka jednostopniowa z pocienioną ścianką . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449
Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468