Nombre Parcourir:181 auteur:Éditeur du site publier Temps: 2024-04-25 origine:Propulsé
Cet article représente le travail mis en œuvre dans la conception, la fabrication et l'exploitation d'un modèle de machine d'emboutissage profond hydraulique (DDM) bon marché, actuellement utilisée dans le laboratoire des processus de fabrication du département de génie industriel (IED) de l'Université nationale An-Najah.La machine est utilisée pour mener différentes expériences liées au processus d'emboutissage profond.
Comme on le sait, l'emboutissage profond est un processus de travail de la tôle dans lequel un poinçon tire une feuille vierge dans une cavité de matrice pour former des pièces en forme de coupe ou de boîte [1].
Ce travail a été réalisé en trois étapes ;la première était la phase de conception, au cours de laquelle tous les calculs de conception des éléments DDM étaient effectués sur la base des spécifications du produit (tasse) à dessiner.La deuxième étape était la phase de construction, au cours de laquelle les éléments DDM ont été fabriqués et assemblés dans les ateliers d'ingénierie de l'université.La dernière était la phase d’exploitation et d’expérimentation, au cours de laquelle le DDM a été testé en réalisant différentes expériences.
En conclusion, l'expérience acquise dans la conception et la construction d'un équipement de laboratoire mécanique s'est avérée fructueuse en termes d'obtention de résultats pratiques qui concordent avec ceux disponibles dans la littérature, d'économies d'argent par rapport au coût d'un équipement similaire acheté, ainsi que d'amélioration des connaissances des étudiants. ' Capacités à comprendre le processus d'emboutissage profond en particulier et les concepts de conception d'éléments de machine en général.
Mots clés : emboutissage profond, conception d'éléments de machine, conception Dei, assemblage et fabrication de machines, étude expérimentale de la force d'étirage et de la course d'étirage
L'emboutissage profond est un processus de travail de la tôle utilisé pour former des pièces en forme de coupe ou de boîte à l'aide d'un poinçon qui aspire une ébauche dans une cavité de matrice.Ce processus est réalisé en plaçant une feuille vierge d'une certaine taille sur l'ouverture de la matrice et en pressant cette ébauche dans la cavité de la matrice avec un poinçon, comme le montre la figure 1, [1].Les produits typiques fabriqués selon ce procédé sont les canettes de boissons, les baignoires, les conteneurs de différentes tailles et formes, les éviers et les panneaux automobiles.
Dans cet article, l'opération de dessin de base est étudiée, qui est le dessin d'une pièce en forme de coupe avec les paramètres indiqués sur la figure 1. Dans cette opération de base, une feuille vierge circulaire d'un diamètre Db et d'une épaisseur t est placée sur la ouverture de matrice d'une matrice ayant un rayon de coin Rd.Ensuite, le flan est maintenu par un serre-flan (anneau de maintien) avec une certaine force.Après cela, un poinçon d'un diamètre Dp et d'un rayon de coin Rp est utilisé pour poinçonner la feuille vierge dans la cavité de la matrice, formant ainsi la pièce en forme de coupelle.
De plus, le poinçon se déplace à une certaine vitesse V et applique une certaine force vers le bas F pour obtenir la déformation du métal, tandis que le serre-flan applique une force de maintien Fh pour empêcher le flan de se déformer.
rides.
En fait, cet article présente la conception et la fabrication d'une machine d'emboutissage profond bon marché « DDM » qui produit un produit en forme de coupe pré-identifié. La DDM est maintenant montée et utilisée pour l'expérimentation dans le laboratoire des processus de fabrication du département IE de Université An-Najah, le document présente la conception détaillée des principaux éléments du DDM, y compris le poinçon et la matrice, ainsi que la fabrication et l'assemblage du DDM. Il présente également le fonctionnement et les tests du DDM en menant des expériences sur la force d'étirage par rapport à l'étirage. accident vasculaire cérébral et comparer les résultats avec les données publiées.
Cette section aborde certains concepts généraux du processus d'emboutissage profond, notamment les mesures d'emboutissage, la force d'étirage et la force de maintien.
L'une des mesures les plus importantes de l'opération d'emboutissage profond est le rapport limite d'emboutissage LDR.Le rapport d'étirage limite est défini comme le rapport maximum entre le diamètre de la feuille vierge et le diamètre du poinçon qui peut être étiré dans des conditions idéales en un seul passage sans défaillance [2].
La force dans le poinçon nécessaire pour produire une tasse est la somme de la force de déformation idéale, des forces de frottement et de la force nécessaire pour produire le repassage.La figure 2 montre la relation entre la force de traction et la course de traction [2].
La force de maintien h F joue un rôle important dans l'emboutissage profond.A titre d'approximation grossière, la pression de maintien peut être fixée à une valeur égale à 0,015 de la limite d'élasticité de la tôle [1].
Ainsi, en multipliant la pression de maintien par la partie de la zone de départ du flan qui doit être maintenue par le serre-flan, nous pouvons estimer la force de maintien ( h F ) comme [1].
Une presse mécanique double action est généralement utilisée pour l'emboutissage profond, des presses hydrauliques sont également utilisées.La presse double action contrôle indépendamment le poinçon et le serre-flan et forme la pièce à vitesse constante.
Étant donné que la force de serrage du flan contrôle le flux de la tôle dans la matrice, les presses ont désormais été conçues avec une force de serrage variable.Dans ces presses, la force du serre-flan varie en fonction de la course du poinçon.
Le facteur le plus important dans la conception de la matrice est le rayon de coin ( d R ) de la matrice.Ce rayon doit avoir une valeur optimale puisque le matériau est tiré dessus.La valeur du rayon optimal de la matrice dépend des exigences d'impression et du type de matériau à dessiner.Évidemment, plus le rayon de la matrice est petit, plus la force nécessaire pour tirer la coupelle est grande.Le rayon de la matrice peut être compris entre quatre et huit fois l'épaisseur de l'ébauche [3].
En pratique, il est recommandé de commencer par d R égal à 4t et de l'augmenter si nécessaire.
De même, le rayon du nez du poinçon ( p R ) est important puisqu'il façonne le rayon du fond du gobelet produit.Si p R est trop petit, le rayon inférieur de la coupelle peut s'arracher.Il peut être nécessaire d'agrandir le rayon plus que nécessaire et de réduire sa taille lors des opérations de dessin ultérieures.Pour commencer, une épaisseur de rayon jusqu'au flan de 4 t peut être utilisée.[3].
Le DDM a été conçu pour produire des pièces en forme de coupe en un seul passage. Comme indiqué précédemment, le but de la conception du DDM est de fournir au laboratoire de processus de fabrication de l'Université An-Najah un appareil capable de démontrer le processus d'emboutissage profond et également d'être utilisé. utilisé par les étudiants pour réaliser certaines expériences de base liées au processus d'emboutissage profond.En fait, afin de concevoir un DDM approprié, il est nécessaire d'abord de déterminer les spécifications du produit (la coupelle), la force d'étirage et la force de maintien.
Le produit du DDM requis est choisi pour être une simple coupelle ayant un certain diamètre intérieur (d) et une certaine profondeur (h) et être réalisée en utilisant une tôle d'épaisseur (t).
Les dimensions de la coupelle doivent être choisies de telle sorte que l'opération d'emboutissage profond soit réalisable pour produire la coupelle en un seul passage ;pour mesurer la faisabilité de l'opération, le LDR, le rapport épaisseur/diamètre (t/D) et le pourcentage de réduction (Re) doivent satisfaire aux conditions de faisabilité mentionnées dans la section 2 de ce document.Pour ce faire, il a été décidé que l'épaisseur de la tôle à utiliser pour produire la coupelle était de t 1 32 pouces. 0,8 mm, donc -sur la base des recommandations indiquées dans la section 2-
La coupelle doit être produite à partir de laiton jaune C 26800 (65 % Cu, 35 % Zn) avec UTS 322MPa, S 98MPa.y En utilisant l'équation (5) avec Dp = 50 mm ;on peut calculer la force d'étirage pour produire la coupelle comme F = 36,4 KN.De même, d’après l’équation (6) Fh = 14 KN.Ainsi, la force d'étirage totale (Fd) à appliquer par le DDM est égale à la somme de F et Fh, soit Fd = 50,4 KN.À des fins de conception des éléments DDM ;le Fd doit être multiplié par un facteur de charge égal à 1,6.
Cette section présente la conception des principaux éléments sélectionnés de la machine d'emboutissage profond (DDM).La figure (4) montre une coupe du DDM, ses éléments et la légende associée.La figure (5) est sa photo.
Une fois les spécifications du gobelet déterminées comme expliqué précédemment, on peut déterminer le spécifications de la matrice et du poinçon utilisés pour produire cette tasse.
A savoir, le poinçon doit avoir un diamètre extérieur égal au diamètre intérieur de la coupelle, soit de 50 mm. Il doit également être suffisamment haut pour produire la profondeur requise (20 mm) de la coupelle.Le coup de poing était donc conçu pour avoir un diamètre extérieur de 50 mm, un rayon de poinçon ( p R ) de 3,2 mm et une hauteur de 80 mm.
La matrice et le poinçon sont les pièces jointes dans ce processus ;par conséquent, le diamètre interne de la matrice sera le même que le diamètre extérieur du poinçon plus la compensation du jeu entre eux.Chiffre (6) illustre les dimensions de la matrice.
La plaque de support supérieure, comme son nom l'indique, sert à soutenir le DDM en maintenant le système hydraulique. cylindre de la machine.Par conséquent, la conception de cette plaque doit être basée sur la force maximale fournie par le groupe hydraulique qui équivaut à 1,6 Fd = 80 KN.La figure (7) montre les dimensions de ce plaque, tandis que la figure (8) est le schéma du corps libre de la plaque.Comme le montre la figure (8), la partie chargée de cette plaque peut être assimilée à un support fixe aux deux extrémités avec une charge centrale appliquée par leUnité hydraulique.
Les réactions en A et C sont identiques et égales à 40 KN, et les moments en A, B et C sont égaux à MA = 2 090 Nm, MB = 2 200 Nm et MC = 2 090 Nm, respectivement [4].La section B (la travée médiane) est la section critique section.Sous ce chargement, la contrainte normale maximale dans cette section est égale à 27,7 MPa.La plaque est fabriqué en acier laminé à chaud avec Sy = 170 MPa, d'où le facteur de sécurité contre la déformation de la plaque supérieure est égal à 6.
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