บทที่ 3 ลักษณะทางประชากร สังคม และเศรษฐกิจ · บทที่ 4 บทที่ 5 สถานะสุขภาพ
บทที่ 5 การขึ้นรูปวัสดุ ครั้งที่...
Transcript of บทที่ 5 การขึ้นรูปวัสดุ ครั้งที่...
บทท 5 การขนรปวสด Metal Forming
ครงท 2
รองศาสตราจารยธรรมณชาต วนแตง สาขาวชาวศวกรรมการผลตและการจดการ มหาวทยาลยราชภฏเพชรบรณ
EXTRUSIONS
STANDARD EXTRUSIONS
การดนขนรป (Extrusion)
1) การดนขนรปโดยตรง
(Direct Extrusion)
2) การดนขนรปโดยออม
(Indirect Extrusion)
Types of Extrusion
Direct Extrusion
Direct Extrusion
Friction increases
the extrusion
force.
Hollow section is
formed using a
mandrel.
Indirect Extrusion
Indirect Extrusion
Metal is forced to flow
through the die in an
opposite direction to
the ram’s motion.
Lower extrusion force
as the work billet
metal is not moving
relative to the
container wall.
Hydrostatic Extrusion
Hydrostatic Extrusion
Using hydrostatic system to reduce the friction and
lower the power requirement.
Sealing is the major problem.
Lateral Extrusion
Extrusion-Die Configurations (a)
(b)
(c)
Figure 15.8 Typical extrusion-die configurations: (a) die for nonferrous metals; (b) die for ferrous metals; (c) die for T-shaped extrusion, made of hot-work die steel and used with molten glass as a lubricant.
Hydraulic-Extrusion Press
Components for Extruding
Hollow Shapes
Extrusion Processes
Hot extrusion
Cold extrusion
C
Lead 200–250
Aluminum and its alloys 375–475
Copper and its alloys 650–975
Steels 875–1300
Refractory alloys 975–2200
Cold Extruded Spark Plug
Figure 15.12 Production steps for a cold extruded spark plug.
Figure 15.13 A cross-section of the metal part in Fig. 15.12, showing the grain flow pattern.
Factors Influencing the
Forces
• Friction - Material Properties
• Reduction In Area - Speed
• Temperature - Geometry Of The Die
Extrusion Defects
a) Centre-burst: internal crack due to excessive tensile
stress at the centre possibly because of high die angle,
low extrusion ratio.
b) Piping: sink hole at the end of billet under direct
extrusion.
c) Surface cracking: High part temperature due to low
extrusion speed and high strain rates.
Impact Extrusion
WIRE
DRAWING
WIRE DRAWING
WIRE DRAWING
Draw Dies Approach angle about 6 to 20
Back relief angle about 30
Die Materials Overview • Tungsten Carbide:
– Lowest cost, shock resistance, ease of production, large sizes
available.
– Lower life expectancy.
• Natural Diamonds:
– Wear resistance, gives excellent wire surface, high thermal
conductivity, longer life expectancy
– Susceptible to fractures from shock or wear, limited availability
in required high quality and quantity, constantly escalating price.
• Synthetic Single Crystal:
– Consistently uniform material, gives excellent wire surface, high
thermal conductivity, predictable wear schedule, uniform wear
pattern gives longer life expectancy.
– Larger size ranges are still costly at this time.
• Polycrystalline Diamond:
– Excels in life expectancy, wear resistance of diamond, shock
resistance of carbide, high availability, cost effectiveness
– Higher drawing force, smaller fines requires more filtration, may
be damaged by temperatures above 700ºC, wire surface
condition less than from natural diamond.
Examples of Tube-Drawing
Operations
Figure 15.24 Two views of a multistage wire-drawing machine that is typically used in the making of copper wire for electrical wiring. Source: H. Auerswald.
Multistage Wire-Drawing
Wire and Bar Drawing
Reducing the cross section of a bar, rod or wire by pulling it
through a die.
Bar drawing is generally in a batch mode while the wire
drawing is in general in a continuous mode.
พนช
ดาย ดาย
วสดชนงาน
สวนโคงมน
วสดชนงาน
สวนเรยบตรง
ดาย ดาย
พนช ระยะกนลก
วสดฉกขาด พนช
ดาย ดาย
ขนตอนท 1 การเปลยนรปอยางถาวร (Plastic deformation)
ขนตอนท 2 การกดลก (Penetration)
ขนตอนท 3 การฉกขาดของเนอวสด (Fracture)
การขนรปโลหะแผน (Sheet-Metal Forming)
การตดเฉอน (Shearing)
ขอบชนงานทไดจากการตด
สวนโคงมน
สวนเรยบตรง
รอยฉกขาด
ครบ
จดบกพรองทเกดขนบนขอบตดจรง
วสด เปอรเซนตระยะกนลก
วสด เปอรเซนตระยะกนลก
ตะกว 50 เหลกกลา 0.1%คารบอน) 50 (ผานการอบออน) 38 (รดเยน) ดบก 40
อะลมเนยม 60 เหลกกลา 0.2%คารบอน) 40 (ผานการอบออน) 28 (รดเยน) สงกะส 50
ทองแดง 55 เหลกกลา 0.3%คารบอน) 33 (ผานการอบออน) 22 (รดเยน) ทองเหลอง 50
บรอนซ 25 นกเกล 55
เหลกกลาผสมซลกอน
30
DP
CL = 0.5 (DP - DD)
DP : เสนผานศนยกลางพนช DD : เสนผานศนยกลางดาย CL : เคลยแรนซ
ขนาดชองวางแมพมพหรอระยะเคลยแรนซ (Effects of cutting clearance)
DD
พนช
ดาย
ระยะเคลยแรนซทเหมาะ สมท าใหรอยแตกบรรจบกนพอด
วสดชนงาน
ชนงานหรอเศษ
ฝงทเกดครบ
ระยะเคลยแรนซ
สวนโคงมน
สวนโคงมน สวนเรยบตรง
รอยฉกขาด
ระยะเคลยแรนซเหมาะสม (Optimum cutting clearance)
ระยะเคลยแรนซนอยเกนไป (Insufficient cutting clearance) พนช
ดาย
ระยะเคลยแรนซทนอยเกนไปท าใหรอยแตกไมบรรจบกน
ครบ
ระยะเคลยแรนซ
สวนโคงมน
รอยฉกขาดทสอง
รอยฉกขาด สวนเรยบตรงทสอง
กรณระยะเคลยแรนซมากเกนไป (Excessive cutting clearance)
วสดชนงาน
ชนงานหรอเศษ
ครบ
ระยะเคลยแรนซ สวนโคงมน
สวนโคงมน
สวนเรยบตรง
รอยฉกขาดทไมสมบรณ
สวนเรยบตรง รอยฉกขาด
การก าหนดระยะเคลยแรนซและขนาดของพนชกบดาย งานแบลงค หรอแผนเปลา (Cut out part or Blank) จะมขนาดเทากบรดาย
งานเพยชงจะมขนาดเทากบพนช
Fine Blanking
การพบ (Bending) Wire Edge
Double Hem
Single Hem
1. การพบมมว (V-Bending)
2. การพบขอบ (Edge Bending)
การขนรปลก (Deep Drawing)
• Drawing การลากขนรป
กอน
หลง
ขบวนการขนรป
• Redrawing การลากขนรปใหม
ตวอยางชนงาน
ขนตอน 1 2 3 4 5 6
• Reverse Redrawing การลากขนรปใหมกลบทาง
• Ironing การรด
กอน หลง
แผนเปลา (Blank)
แมพมพตวผ (Punch)
ผานปากแมพมพตวเมย (Lip of Die)
ซงจะท าใหมรปรางของผลตภณฑตามแมพมพ
Blank Holder Force
คณภาพของชนงานส าเรจ
ปจจยทตองค านงถง
ปองกนความเสยหาย
ตวแปรทมอทธพลตอความสามารถในการขนรป เราสามารถจดกลมตวแปรไดเปน 2 กลมดงน
1. Process Variables 2. Material Variables
2. Double Action เปนการลากขนรปโดยใชแผนกดในการสรางแรงกดโดยการใชแผนกด เพอลดการยน (Wrinkle) ทเกดทปกถวย
ลกษณะการลากขนรปม 2 ลกษณะคอ 1. Single Action เปนการลากขนรปโดยไมใชแผนกด
ความเคนดงตามแนวการกดของแมพมพตวผ
ทกนถวยเกดสภาวะความเคนดงทงสองแนวแกน
ความเคนอดตามแนวเสนรอบวง (Hoop compression stress)
ผนงถวยไดรบความเคนดง ตามแนวแกน (Axial tension)
ลกษณะรปรางท ปรากฎบนชนงาน
ความเสยหายทเกดขน
สาเหตทเกด ความเสยหาย
แนวทางการแกไข
ลกษณะการแตกขาดทบรเวณใกลกนถวย
ใชอตราการลากขนรปทสงเกนไปตอวสดชนงานและรปรางแมพมพ
ลดอตราการลากขน รปลง
ตารางแสดงความเสยหายทเกดในการลากขนรป
ลกษณะการฉกขาดออกบรเวณกนถวย
1. รศมดายนอยเกนไป 2. ชองวางระหวางแมพมพ นอยเกนไป 3. ความเรวพนชสงเกนไป 4. แรงทใชจบยดแผนชนงานเปลามากเกนไป
1. เพมรศมดายและพนช 2. เพมชองวางระหวางแมพมพ 3. ลดความเรวพนชลง 4. ปรบแรงจบยดแผนชนงานใหเหมาะสม
ลกษณะการเกดรอยยนบรเวณขอบชนงาน ( Wrinkle in the flange)
1. แรงทใชจบยดแผนชนงานเปลานอยเกนไป 2. ชองวางระหวางแมพมพนอยเกนไป 3. รศมดายมากเกนไป
1. เพมแรงจบยดแผนชนงาน 2. เพมระยะชองวางระหวางแมพมพ 3. ลดรศมดาย
ลกษณะการเกดรอยยนบรเวณผนงชนงาน (Wrinkle in the wall)
1. ชองวางระหวางแมพมพมากเกนไป 2. รศมดาย มากเกนไป 3. แรงทใชจบยดแผนชนงานเปลานอยเกนไป
1. ลดระยะชองวางระหวางแมพมพ 2. ลดรศมดาย 3.ปรบแรงจบยดแผนชนงานใหเหมาะสม
ลกษณะการเกดคลนทขอบชนงาน (Earing)
สมบตทางกลในแตละทศทางการรดมคาไมเหมอนกน
ใชวสดทมคาแอนไอโซโทรปต า
การขนรปดวยยาง (Rubber Forming)
1) กระบวนการ Guerin ใชแผน
ยางหนาเปนตวรองกดขนรป
2) Hydroforming
การขนรปดวยวธการอนๆ
การปนแบบสมาเสมอ (Conventional Spinning)
1) การปนขนรป (Spinning)
การปนแบบเฉอน (Shear Spinning)
การปนทอ (Tube Spinning)
2) การยดขนรป (Stretch Forming)
3) การขนรปดวยระเบด (Explosive Forming)
4) การขนรปแบบอเลคโทรไฮดรอลก (Electrohydraulic Forming)
5) การขนรปแบบอเลคโทรแมกเนตก (Electromagnetic Forming)
วธการผลตโลหะผง (Methods of Powder Production)
1. การผสม (Mixing)
2. การอดขนรป (Compaction)
3. การรดขนรปโลหะผง (Powder Rolling)
4. การดนขนรปโลหะผง (Powder Extrusion)
5. การตขนรปโลหะผง (Powder Forging)
6. การฉดขนรปโลหะผง (Powder Injection Molding)
7. กรรมวธซนเตอรง (Sintering Process)
การขนรปพลาสตก และการสรางชนงานตนแบบ
การดนขนรป (Extrusion)
การดนขนรปพลาสตกแผนบาง (Extrusion of Film Plastic)
กระบวนการดนเปาพลาสตก (Blown-Film Extrusion Process)
การฉดพลาสตก (Injection Molding)
การเปาพลาสตก (Blow Molding)
1) การดนเปาขนรป (Extrusion Blow Molding)
2) การฉดเปาขนรป (Injection Blow Molding)
3) การอดขนรป (Compression Molding)
การขนรปพลาสตกดวยความรอน (Thermoforming)
1) การขนรปดวยความรอนแบบสญญากาศ (Vacuum Thermoforming)
2) การขนรปดวยความรอนแบบใชแรงดน (Pressure Thermoforming)
3) การขนรปดวยความรอนทางกล (Mechanical Thermoforming)
การสรางชนงานตนแบบ (Rapid Prototyping)
1. ชลตต มธรสมนตร ปราโมทย พนนายม กลชาต จลเพญ, กระบวนการผลต (Manufacturing Processes) มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลธญบร, ส านกพมพศนยสงเสรมอาชวะ, กรงเทพฯ, 2544
2. สารมย บญม, Engineering Materials – วสดวศวกรรม และ foundry sands, สาขาวชาวศวกรรมโลหการ มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร
3. อนวฒน จตลาภถาวร, กรรมวธการผลต2, ภาควชาวศวกรรมอตสาหการ มหาวทยาลยศรนครนทรวโรฒ องครกษ,2548
4. SCHULER, Metal Forming Handbook, Springer, Verlag Berlin Heidelberg New York, 1998 5. Repp McCarthy, Metalwork Technology and Practice, New York, 1989 6. Matthew Yuen, Extrusion , Research. May 15, 2009 from
http://faculty.ksu.edu.sa/maesaleh/IE%20351/Ch6-Extrusion.ppt 7. ทว เทศเจรญ, กรรมวธการผลต, สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง, กรงเทพฯ, พมพครงท 2,
2536. 8. สารมภ บญม, Engineering Materials, สาขาวชาวศวกรรมโลหการ มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร, Research.
May 15, 2008 from http://www.sut.ac.th/Engineering/Metal/courses/engmat.html 9. ปญญา บวฮมบรา และอษนย กตก าธร, Physical Metallurgy Lab I, สาขาวชาวศวกรรมโลหการ มหาวทยาลย
เทคโนโลยสรนาร, Research. May 15, 2012 from http://www.sut.ac.th/Engineering/Metal/courses/phymet1.html
เอกสารอางอง