Kowal_722[04]_Z2.03

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

2. Wymagania wstępne

3. Cele kształcenia

4. Materiał nauczania

4.1. Podstawowe wiadomości z wytrzymałości materiałów

4.1.1. Materiał nauczania

4.1.2. Pytania sprawdzające

4.1.3. Ćwiczenia

4.1.4. Sprawdzian postępów

4.2. Deformacje konstrukcji w procesach kowalskich i odkształcenia technologiczne

konstrukcji spawanych

4.2.1. Materiał nauczania

4.2.2. Pytania sprawdzające

4.2.3. Ćwiczenia

4.2.4. Sprawdzian postępów

4.3. Sposoby nagrzewania, parametry nagrzewania i oprzyrządowanie

4.3.1. Materiał nauczania

4.3.2. Pytania sprawdzające

4.3.3. Ćwiczenia

4.3.4. Sprawdzian postępów

4.4. Przyrządy do oceny dokładności wymiarowej i kształtu konstrukcji

4.4.1. Materiał nauczania

4.4.2. Pytania sprawdzające

4.4.3. Ćwiczenia
4.4.4. Sprawdzian postępów

24
25

4.5. Oprzyrządowanie pomocnicze do procesów profilowania

4.5.1. Materiał nauczania

26
28

4.5.2. Pytania sprawdzające
4.5.3. Ćwiczenia
4.5.4. Sprawdzian postępów

28
29

4.6. Metody prostowania i oprzyrządowanie pomocnicze do procesów prostowania

4.6.1. Materiał nauczania

4.6.2. Pytania sprawdzające

4.6.3. Ćwiczenia

4.6.4. Sprawdzian postępów

5. Sprawdzian osiągnięć

6. Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w opanowaniu umiejętności z zakresu wykonywania

profilowania i usuwania deformacji konstrukcji.

W poradniku zamieszczono:

−

wymagania wstępne - wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane,
abyś bez problemów mógł korzystać z poradnika,

−

cele kształcenia - wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,

−

materiał nauczania - podstawowe wiadomości dotyczące zagadnień z zakresu
wykonywania profilowania i usuwania deformacji konstrukcji,

−

zestaw pytań do sprawdzenia, czy już opanowałeś określony materiał nauczania,

−

ćwiczenia, które pomogą Ci ukształtować umiejętności praktyczne,

−

sprawdzian postępów, który pozwoli sprawdzić czy opanowałeś umiejętności
i wiadomości z tego działu materiału nauczania,

−

sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań i pytań. Pozytywny wynik sprawdzianu
potwierdzi, że dobrze pracowałeś podczas zajęć i że opanowałeś wiedzę i umiejętności
z zakresu tej jednostki modułowej,

−

literaturę uzupełniającą.

Z rozdziałem Pytania sprawdzające możesz zapoznać się:

−

przed przystąpieniem do rozdziału Materiał nauczania – poznając wymagania wynikające
z zawodu,

−

po zapoznaniu się z rozdziałem Materiał nauczania, by sprawdzić poziom wiedzy
potrzebnej do wykonywania ćwiczeń.
Kolejny etap to wykonywanie ćwiczeń, których celem jest nabycie umiejętności

praktycznych. Po wykonaniu zaplanowanych ćwiczeń, sprawdź poziom swoich postępów
wykonując Sprawdzian postępów.

W tym celu przeczytaj pytania i odpowiedz na nie. Odpowiedzi NIE wskazują luki

w Twojej wiedzy, informują Cię również, jakich zagadnień jeszcze dobrze nie opanowałeś.
Oznacza to także powrót do materiału, który nie jest dostatecznie opanowany.

Opanowanie przez Ciebie określonych umiejętności będzie stanowiło dla nauczyciela

podstawę

przeprowadzenia

sprawdzianu

poziomu

przyswojonych

wiadomości

i ukształtowanych umiejętności. W tym celu nauczyciel może posłużyć się zadaniami
testowymi oraz próbą pracy.

W rozdziale 5 tego poradnika jest zamieszczony przykład takiego testu, zawiera on:

−

instrukcję, w której omówiono tok postępowania podczas przeprowadzania sprawdzianu,

−

przykładową kartę odpowiedzi, w której, zakreślisz poprawne rozwiązana do

poszczególnych zadań.

Bezpieczeństwo i higiena pracy

W czasie zajęć w pracowni musisz przestrzegać regulaminów, przepisów bezpieczeństwa

i higieny pracy oraz instrukcji przeciwpożarowych, wynikających z rodzaju wykonywanych
prac. Przepisy te poznałeś już podczas trwania nauki podczas wykonywania operacji
kowalskich, obróbki cieplnej i spawania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu nauczania jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

stosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej oraz

ochrony środowiska,

−

wykonywać pomiary warsztatowe,

−

wykonywać podstawowe operacje kowalskie,

−

posługiwać się urządzeniami i sprzętem do spawania gazowego i elektrycznego,

−

posługiwać się dokumentacją techniczną,

−

wykonywać działania matematyczne,

−

posługiwać się kalkulatorem,

−

korzystać z różnych źródeł informacji,

−

porządkować i przechowywać informacje,

−

dokumentować i notować wyniki z wykonanych ćwiczeń,

−

dostrzegać i opisywać związki między naturalnymi składnikami środowiska, człowiekiem

i jego działalnością,

−

oceniać własne możliwości w zakresie wymagań stanowiska pracy i wybranego zawodu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:

−

zinterpretować pojęcia naprężeń, odkształceń sprężystych i plastycznych,

−

zinterpretować pojęcia granicy plastyczności oraz wytrzymałości materiału na różne

rodzaje obciążeń,

−

wyjaśnić przyczyny powstających deformacji konstrukcji w procesach kowalskich,

−

rozpoznać podstawowe rodzaje powstających odkształceń technologicznych konstrukcji,

−

dobrać sprzęt, parametry i sposoby nagrzewania w celu usunięcia podstawowych typów

odkształceń technologicznych,

−

posłużyć się podstawowymi przyrządami do oceny jakości wymiarowej i kształtu

konstrukcji przed i po prostowaniu,

−

skorzystać z instalacji pneumatycznych oraz obsługiwać narzędzia zmechanizowane,

−

posłużyć się oprzyrządowaniem pomocniczym do realizacji procesów profilowania

i prostowania,

−

posłużyć się zestawami palników gazowych do prostowania metodami bezudarowymi,

−

wykonać pracę z zastosowaniem zasad bezpieczeństwa i higieny pracy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Podstawowe wiadomości z wytrzymałości materiałów

4.1.1.

Materiał nauczania

Wytrzymałością materiału nazywamy zdolność materiału do przeciwstawiania się

działaniu sił. Jest to największa wartość siły działającej, po przekroczeniu której następuje
zniszczenie materiału. Przykładem zniszczenia może być pęknięcie, zmiana kształtu.

W zależności od sposobu przyłożenia siły rozróżnia się różne rodzaje obciążeń (rys.1).

Rys. 1. Przykłady obciążeń: a) rozciąganie, b) ściskanie, c) ścinanie, d) zginanie, e) wyboczenie, f) skręcanie

[13, s.117]

Gdy na element działa dwa lub więcej rodzajów obciążeń, wówczas występuje

obciążenie  złożone.  Oprócz  wytrzymałości  ciała  stałe  charakteryzują  się  jeszcze
właściwościami  takimi  jak  sprężystość,  plastyczność.  Sprężystością  nazywamy  zdolność
powrotu  materiału  do  pierwotnego  kształtu  i  wymiarów  po  ustaniu  działania  siły.
Plastycznością  nazywamy  zdolność  do  trwałego  odkształcenia  pozostającego  po  usunięciu
siły, która wywołała to odkształcenie. Właściwość tą wykorzystuje się w obróbce plastycznej.

Naprężenie
Siły zewnętrzne wywołują w przekrojach elementów siły wewnętrzne. Stosunek siły

rozciągającej,  ściskającej  do  pola  przekroju  prostopadłego  do  osi  obciążenia  lub  stosunek
momentu  siły  do  wskaźnika  wytrzymałości  przekroju  na  zginanie  nazywamy  naprężeniem
normalnym. Stosunek siły stycznej do pola przekroju lub stosunek momentu skręcającego do
wskaźnika  przekroju  na  skręcanie  nazywamy  naprężeniem  stycznym.  Jednostką  naprężenia
jest paskal [Pa].

[MPa]

Rys. 2. Rozkład naprężeń normalnych rozciągających

[6, s.94]

Rys. 3. Rozkład naprężeń stycznych przy

skręcaniu [6, s.170]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Odkształcenia sprężyste i plastyczne
Większość metali poddana działaniu sił zewnętrznych różnymi rodzajami obciążeń

wykazuje  właściwości  sprężyste  i  plastyczne.  Aby  określić  granice  występowania  tych
właściwości  poddaje  się  próbom  wytrzymałości  na  rozciąganie,  ściskanie,  zginanie,
skręcanie,  ścinanie,  w  czasie  których  określa  się  granice  plastyczności  i  wytrzymałości.
Granica  plastyczności  jest  to  naprężenie,  po  osiągnięciu  którego  następuje  wyraźny  wzrost
wydłużenia  (punkt  E  na  wykresie  rozciągania)  lub  skrócenia  (próba  ściskania)  próbki  bez
wzrostu lub nawet przy spadku obciążenia.

Rys. 4. Wykres rozciągania stali o niskiej zawartości węgla [14,s.167]

Stosunek siły F

do pola przekroju próbki S

nazywamy granicą plastyczności (R

[Pa]

Wytrzymałość materiału na rozciąganie R

jest to stosunek największej siły F

(punkt M),

przenoszonej przez próbkę do pola pierwotnego pola S

przekroju próbki:

[Pa]

Do prób wytrzymałościowych używa się próbek wykonanych według PN-91/H-04310.
Odkształcenia próbki obserwuje się na odcinku pomiarowym l

Rys. 5. Kształt i wymiary próbki na rozciąganie z główką do chwytania w szczęki [15, s.22]

Próby  wytrzymałościowe  na  rozciąganie,  ściskanie  i  zginanie  przeprowadza  się  na
uniwersalnych  maszynach  z  urządzeniami  rejestrującymi  siłę  i  odkształcenia  w  postaci
wykresu.  Wykres  umożliwia  wyznaczenie  charakterystycznych  punktów  w  próbach
wytrzymałościowych:

−

granicę proporcjonalności, jest to naprężenie, do którego wydłużenie jest próbki jest
wprost proporcjonalne do siły rozciągającej (punkt H),

−

granicę sprężystości, jest naprężenie, do którego ciała zachowują się jak ciała sprężyste
(punkt S),

−

granicę plastyczności, jest to naprężenie R

, po osiągnięciu którego następuje wyraźny

wzrost wydłużenia (punkt E),

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

wytrzymałość materiałów R

, jest to naprężenie przy największej sile F

przenoszonej

przez próbkę (punkt M).

Rys. 6. Uniwersalna maszyna wytrzymałościowa [15,s.19]

Sposób przeprowadzenia pozostałych prób wytrzymałościowych, twardości i udarności
zostało pokazane w jednostce modułowej 722[04].Z1.03.-Wykonywanie podstawowych
operacji obróbki cieplnej metali.

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jakie znasz rodzaje odkształceń?
2.  Co jest naprężenie i jakie znasz rodzaje naprężeń?
3.  Czym się charakteryzują ciała sprężyste?
4.  Na jakich maszynach przeprowadza się próbę zrywania?
5.  Jakie  charakterystyczne  punkty  wyróżnia  się  w  czasie  badania  wytrzymałości  na

rozciąganie?

6. Jak wyznaczamy wytrzymałość materiału na rozciąganie?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj statyczną próbę rozciągania dla próbek ze stali St3S i 35 ulepszonej cieplnie.

Wyznacz granicę plastyczności i wytrzymałość materiału obu próbek Narysuj wykresy
rozciągania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zmierzyć średnicę próbki w 2 wzajemnie prostopadłych kierunkach przy pomocy

mikrometru, uśrednić i zapisać wyniki pomiarów,

2) narysować próbkę,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3) wycechować próbkę i oznaczyć jej długość pomiarową,
4) ustalić skalę siłomierza:

−

dobrać skalę siłomierza tak, aby jej zakres nie przekroczył 40%Fm przy rozciąganiu,

−

obliczyć orientacyjnie F

= S

·R

; R

należy przyjąć z norm dla danego gatunku

próbki,

5) zamocować próbkę w uchwycie,
6) wykonać próbę zerwania próbki:

−

szybkość rozciągania próbki do osiągnięcia granicy plastyczności nie powinna

przekroczyć 4mm/s, powyżej tej granicy nie może być większa od 20mm/s,

−

odczytać F

i F

na skali siłomierza,

7) po zerwaniu próbkę wyjąć z uchwytów,
8) wykonać obliczenia R

i R

9) wykonać próbę zerwania dla drugiej próbki,
10) porównać otrzymane wyniki z właściwościami wytrzymałościowymi z norm,
11) narysować wykresy rozciągania,
12) zestawić wyniki obu prób i napisać wnioski.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

maszyna wytrzymałościowa,

−

próbki,

−

mikrometr,

−

skalarka,

−

kalkulator,

−

normy,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 2

Na podstawie przebiegu zginania pod kątem prostym prętów o średnicy 8mm

wykonanych ze stali o różnym składzie chemicznym i różnym stanie dostawy, dokonaj ich
uszeregowania pod względem granicy plastyczności.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  przygotować stanowisko do prób gięcia,
2)  przygotować narzędzia i materiały,
3)  dokonać prób gięcia,
4)  dokonać oceny porównawczej wymaganej siły gięcia,
5)  dokonać pomiarów uzyskanych kątów wygięcia poszczególnych prętów,
6)  zanotować wyniki w formie tabelarycznej,
7)  określić porównawczo plastyczność poszczególnych materiałów.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

stanowisko kowalskie do gięcia ręcznego,

−

próbki materiałów,

−

suwmiarka,

−

kątomierz,

−

normy,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Deformacje konstrukcji w procesach kowalskich

i odkształcenia technologiczne konstrukcji spawanych

4.2.1.

Materiał nauczania

Deformacje konstrukcji w procesach kowalskich

Celem robót kowalskich jest zachowanie właściwych wymiarów przedmiotu, jego

kształtu  i  przebiegu  włókien  w  materiale.  Operacje  kowalskie  w  pierwszej  kolejności
zmieniają kształt przedmiotu przez wydłużanie, rozszerzanie, odsadzania lub inne czynności,
a  następnie  wykonuje  się  czynności  nadające  ogólny  kształt  przez  zginanie,  skręcanie,
przebijanie.  Zamierzeniem  konstruktora  jest  zachowanie  określonego  przebiegu  włókien
w gotowym wyrobie, który powinien odpowiadać krzywiźnie elementów.

Rys. 7. Przebieg włókien w haku: a) wyciętym z blachy, b) odkutym [16,s.83]

Prostoliniowy  przebieg  włókien  w  blasze  jest  niekorzystny,  gdyż  element  w  czasie  pracy
łatwo  się  odkształca  i  może  się  rozgiąć.  Nadawanie  elementom  kształtu  poprzez  kucie
zabezpiecza przed deformacją w czasie użytkowania. W czasie nadawania elementom kutym
różnych  profili  następuje  zmiana  kształtu  przekroju  lub  przesunięcia  warstw.  Jedną
z  najważniejszych  operacji  jest  spęczanie.  W  elemencie  spęczanym  występują  trzy  obszary,
w których materiał podlega przeobrażeniom.

Rys. 8. Spęczanie materiału: a-obszar bez odkształceń, b- obszar odkształcony, c-obszar spęczania [16,s.52]

Na powierzchni zewnętrznej powstają przy spęczaniu naprężenia rozciągające, które

powodują  rozszerzanie  i  powiększanie  drobnych  usterek  materiału,  pęcherzy,  porów.
Zjawiskiem  niekorzystnym  przy  wykonywaniu  operacji  spęczania  jest  utrata  stateczności
elementów  zwana  wyboczeniem  i  zależy  ona  od  smukłości  przedmiotu.  Smukłość  jest  to
stosunek  długości  do średnicy  lub  grubości  przedmiotu.  Graniczna  smukłość przy  spęczaniu
wynosi 3, czyli  zjawisko to nie wystąpi podczas  spęczaniu  jeżeli długość przedmiotu będzie
mniejsza od trzech grubości przedmiotu.

Rys. 9. Graniczne smukłości przy spęczaniu [16,s.53]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

W czasie zginania pręta w miejscu zginanym włókna zewnętrzne materiału wydłużają

się, wewnętrzne  ulegają  skróceniu.  Zginając  na  kowadle  materiał zagina  się, tworząc  łuk  po
stronie zewnętrznej,  a  ostre  zgięcie  od strony kowadła.  Pręt o  przekroju  okrągłym  spłaszcza
się,  a  o  przekroju  prostokątnym  zmienia  się  w  zniekształcony  trapez,  zachowując  tę  samą
powierzchnię.

Rys. 10. Zginanie na kowadle [16,s.69]

Rys. 11. Odkształcenia przekrojów prętów podczas
zginania [16,s.70]

Wyrównanie  zniekształconych  powierzchni  zmniejsza  przekrój  i  powoduje  osłabienie
elementów.  W  rurach  cienkościennych  podczas  zginania  ulegają  pofałdowaniu  warstwy
wewnętrzne.  Aby  uniknąć  deformacji  przekrojów,  operację  zginania  rur  przeprowadza  się
przy rurach napełnionych suchym piaskiem i po zakołkowaniu ich końców.

Rys. 12. Zniekształcenie cienkościennej rury podczas zginania [16,s.70]

Aby uniknąć zmniejszenia przekroju elementów zginanych stosuje się spęczanie przed, w
trakcie i po zginaniu.

Rys. 13. Spęczanie: a) przed zginaniem, b) podczas zginania, c) po zginaniu [16,s.70]

Odkształcenia technologiczne konstrukcji spawanych

Elementy spawane kurczą się we wszystkich kierunkach podczas stygnięcia spoiny,

wywołując skurcz grubości, skurcz poprzeczny i skurcz podłużny.

Rys. 14. Skurcz spoiny czołowej [5,s.164]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Skurcz poprzeczny stalowych złączy doczołowych wykonanych na V może wynieść:

−

grubość blachy w mm

−

skurcz poprzeczny w mm

0,9

1,2

2,3

Dla złącz elementów swobodnych skurcz poprzeczny nie wywołuje w połączeniu

spawanym żadnych naprężeń. W przypadku, gdy elementy nie mają możliwości swobodnego
skurczu, następują odkształcenia plastyczne oraz w złączu powstają naprężenia wewnętrzne,
które mogą doprowadzić do pęknięcia. W złączach doczołowych skurcz poprzeczny
wywołany zostaje przez pierwszy ścieg, każde następne spowodują odkształcenia kątowe.

Rys. 15. Skurcz w blachach spawanych ukosowanych na V [5,s.165]

Przy swobodnie leżących blachach odkształcenie kątowe wywołane spoiną V wyniesie:
grubość w mm

liczba ściegów w spoinie

odkształcenie kątowe w stopniach

130

W spoinie doczołowej na X podczas wykonywania ściegu raz z jednej raz z drugiej strony
można uzyskać odkształcenie kątowe równe zeru. Odkształcenia kątowe powstają także
w spoinach pachwinowych.

Rys. 16. Odkształcenia złączy teowych: a) złącze teowe przed spawaniem, b) złącze teowe spawane
jednostronnie, złącze teowe spawane dwustronnie [5,s.165]

Skurcz podłużny w krótkich spoinach nie odgrywa większej roli, natomiast w długich

spoinach może wywołać pofalowanie, wybrzuszenia i wygięcia, których w gotowych
zespołach spawanych są trudne do usunięcia.

Rys. 18. Zmniejszenie odkształceń blach cienkich przez:

a) zmianę spoiny na czołową,

Rys. 17. Pofałdowanie blach cienkich [5,s.166]

b) spawanie w przyrządzie [5,s.167]

W blachach cienkich do grubości 4 mm skurcz podłużny wywołuje pofałdowanie blachy

w  wyniku  spęczenia  w  miejscu  spawania.  Taki  sam  rodzaj  naprężeń  powstanie  w  blachach
grubych,  lecz  nie  wywoła  on  odkształceń  ze  względu  na  sztywność  grubej  blachy,  ale
powstaną  naprężenia  wewnętrzne.  Naprężenia  wewnętrzne  i  naprężenia  zewnętrzne  są
niebezpieczne,  bo  ich  suma  może  przekroczyć  wytrzymałość  materiałów  i  spowodować
zniszczenie  konstrukcji.  Skurcz  i  naprężenia  zawsze  wystąpią  w  pracach  spawalniczych.
W związku z tym, konstrukcję dzieli się na mniejsze zespoły w ten sposób, aby spoiny mogły
odkształcać  się  swobodnie,  a  w  przypadku  wystąpienia  odkształceń  można  było  je
wyprostować przed składaniem w zespół. Odkształcenia spawalnicze można zmniejszać przez
odpowiednie  ustawienie  części  przed  spawaniem  lub  wstępne  odkształcenie  w  przeciwnym
kierunku niż spodziewane odkształcenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 19. Odkształcenia blach cienkich: 1-ustawienie części zgodnie z rysunkiem, 2-odkształcenia spowodowane

skurczem, 3-ustawienia części w kierunku przeciwnym do kierunku skurczu [5,s.167]

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jaki jest przebieg włókien w materiale kutym?
2.  Co się dzieje z warstwami zewnętrznymi przy spęczaniu?
3.  Jakie uszkodzenia powstają przy zginaniu rurek cienkościennych?
4.  Jakie rodzaje skurczów powstają w spoinie?
5.  Od czego zależy skurcz poprzeczny w spoinie?
6.  Które ukosowanie: na V czy X likwiduje w czasie spawania odkształcenia kątowe?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Porównaj deformację przy zginaniu rur napełnionych piaskiem i bez napełnienia

piaskiem.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  zamocować szablon lub rolkę w przyrządzie kowalskim,
2)  napełnić jedną rurę piaskiem i zakołkować,
3)  zamocować jeden koniec rury w imadle i wykonać zginanie według krzywizny szablonu

dla rur napełnionych piaskiem i bez piasku,

4)  wykonać pomiary średnicy w miejscu zgięcia w kilku miejscach na obwodzie,
5)  naszkicować przekrój rury przed zgięciem i na nim zaznaczyć kształt rury po zgięciu,
6)  porównać wyniki pomiarów i ocenić deformację dla obu rur.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

przyrząd do zginania rur,

−

szablon, rolka,

−

rury do zginania (2 sztuki),

−

piasek, kołki drewniane,

−

suwmiarka.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

Zmierz wielkość skrzywienia na długości przekutego pręta i dokonaj naprawy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  ułożyć mierzony pręt na płycie traserskiej,
2)  zmierzyć wielkość ugięcia za pomocą suwmiarki,
3)  dokonać prostowania do osiągnięcia wymaganej prostoliniowości,
4)  po kolejnych zabiegach prostowania dokonywać pomiarów prostoliniowości,

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

płyta traserska,

−

kątownik,

−

suwmiarka,

−

stanowisko kowalskie do kucia ręcznego.

4.2.4. Sprawdzian postępów

Tak Nie
Czy potrafisz:

1) wskazać sposób zabezpieczania cienkościennych rurek przed

deformacją przy zginaniu?

2)  określić w jaki sposób przeciwdziałamy skurczowi kątowemu?

3)  wskazać spawanie, w którym odkształcenia kątowe są równe zeru?

4)  uniknąć w czasie spawania powstawaniu skurczu poprzecznego?

5)  ustawić do spawania doczołowego blachy, aby nie nastąpiło

odkształcenie spowodowane skurczem?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Sposoby nagrzewania, parametry nagrzewania

i oprzyrządowanie

4.3.1. Materiał nauczania

Sposoby nagrzewania polegające na doprowadzeniu ciepła do metalu przez nagrzewanie

jego  powierzchni  kryją  w  sobie  niebezpieczeństwo  wywołania  zbyt  dużych  różnić
temperatury między powierzchnią a wnętrzem przedmiotu w początkowym okresie (kruchości
na  niebiesko),  gdy  stal  ma  jeszcze  stosunkowo  małą  plastyczność,  prowadzi  to  do
powstawania  niebezpiecznych  naprężeń  cieplnych  grożących  pęknięciem  i  zniszczeniem
materiału. Stwierdzono, że dla większości gatunków stali konstrukcyjnych największa różnica
między  temperaturą  warstwy  powierzchniowej  a  temperaturą  środka  przekroju  nie  powinna
przekraczać 250-300

C. Nagrzewanie oporowe i indukcyjne, przy którym ciepło wytwarza się

bezpośrednio w materiale, przez który przepływa prąd elektryczny doprowadzany z zewnątrz
lub  wytworzony  przez  indukcję.  Szybkość  nagrzewania  jest  większa  niż  w  poprzednich
sposobach,  ponieważ  materiał  nagrzewa  się  równomiernie  w  całym  przekroju,  a  na
powierzchni  wyrobu  powstaje  mniej  zgorzeliny.  Metoda  ta  nazywa  się  bezzgorzelinowa.
Podstawowe parametry nagrzewania:

−

temperatura nagrzewania materiału

−

czas nagrzewania

−

współczynniki poprawkowe nagrzewania.

Temperatura nagrzewania materiału

W piecach kuźniczych pracujących metodą ciągłą, gdy zimny materiał zostaje

stopniowo doładowany w miarę wyjmowania nagrzanego, temperatura pieca jest większa od
temperatury, do jakiej należy nagrzać materiał. Im większa jest ta różnica, tym szybciej
będzie się nagrzewać materiał.

Tabela 1. Temperatury kucia [11, s.602]

Materiał

Normalny zakres temperatur kucia

rodzaj

Znak lub cecha

Początek kucia

Koniec kucia

Najwyższa
dopuszczalna
temperatura
kucia

Temperatura
przepalenia

Stal węglowa o zawartości

0,1% węgla

St2S, 10

1250-1200

830-700

1300

1490

0,2% węgla

St3S, 20

1220-1180

830-700

1290

1470

0,3% węgla

St4, 25

1200-1150

850-730

1270

1450

0,35% węgla

St5, 35

1200-1150

850-730

1250

1400

0,45% węgla

St6, 45

1160-1120

850-730

1200

1320

0,55% węgla

St7, 55

1140-1100

870-780

1180

1300

0,65% węgla

65, N6, N6E

1120-1080

870-780

1180

1280

0,9% węgla

N9, N9E

1100-1050

900-800

1150

1220

1,2% węgla

N12, N12E

1050-1000

900-820

1100

1150

Stal nierdzewna

H17 SW18

1150-1100

920-880

1240

1380

Stal szybkotnąca

SW18

1180-1140

950-920

1200

1350

Brąz
o zawartości 5%
cyny

800

700

Mosiądze
i tombaki

800

650

Stopy aluminium

480

400

500

Stopy magnezu

400

300

Stopy cynku

260

200

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Jeśli kowal zakończy kucie w temperaturze wyższej od temperatury końca kucia, to

w gotowej odkuwce zajdzie samorzutnie proces rozrostu ziaren, co w wyniku da wyrób
o gorszych właściwościach, podobnie jak w przypadku przegrzania stali.

Czas nagrzewania stali powinien być dostatecznie długi, aby mogło nastąpić

równomierne nagrzanie materiału w całym przekroju. Czas potrzebny do nagrzewania zależy
od  wielkości  przekroju,  kształtu  i  sposobu  ułożenia  materiału w  piecu,  od temperatury  pieca
i wymaganej temperatury nagrzania oraz od przewodności cieplnej materiału.
W  tabeli  2 określono  czasy  nagrzewania  prętów z  konstrukcyjnej stali węglowej, ułożonych
w  komorze  pieca  pojedynczo  i  na  podpórkach  tak,  że  promieniowanie  dochodzi  do  całej
powierzchni.  Dla  prętów  ze  stali  węglowych  narzędziowych  lub  średniostopowych  czas
nagrzewania należy przedłużyć o 25—50%, a dla stali wysokostopowych konstrukcyjnych
i narzędziowych o 50—100%.

Tabela 2. Czas nagrzewania stali węglowej konstrukcyjne w minutach [12, s.603]

Stal okrągła

Stal kwadratowa

Temperatura nagrzania

Do 1100

Do 1200

Do 1100

Do 1200

Temperatura w komorze pieca,

Średnica

lub bok

kwadratu

w mm

1200

1300

1400

1200

1300

1400

3,0

1,5

2,0

1,5

4,0

2,0

2,5

2,0

4,0

3,0

2,5

5,5

4,0

4,5

2,5

6,0

4,0

5,0

3,0

7,5

5,5

6,0

3,5

7,5

5,0

6,0

3,5

10,0

7,0

8,0

4,5

9,0

6,5

8,0

4,5

12,0

8,5

10,5

5,5

11,0

8,0

9,5

5,0

14,5

10,5

12,5

6,5

13,0

9,0

11,0

6,0

17,0

12,0

14,0

7,5

15,0

10,5

13,0

7,0

20,0

14,0

17,0

9,0

17,0

12,0

15,0

8,0

22,0

16,0

10,5

10,0

100

19,5

14,0

18,0

9,0

25,0

18,0

23,0

11,5

Podczas określania czasu nagrzewania wsadu, należy uwzględnić rzeczywiste warunki
wymiany ciepła, jakie zachodzą w piecu, przede wszystkim w związku ze smukłością wsadu.

Tabela 3. Współczynniki poprawkowe nagrzewania uwzględniające wymiar materiału.[12, s.604 ]

Stosunek długości materiału do jego grubości

1,5

Powyżej 2

Współczynnik skrócenia czasu nagrzewania

0,71

0,92

0,98

Sprzęt do nagrzewania

Piece do nagrzewania miejscowego stosuje się do nagrzewania części materiału przed

spęczaniem. Znajdują tu zastosowanie ogniska kowalskie, piece szczelinowe i oczkowe. Piec
gazowy z palnikiem u dołu jest używany do nagrzewania dowolnego miejsca długich prętów.
Wymienione  piece  mają  niezamykane  otwory  wsadowe.  Do  kucia  ręcznego  materiał
nagrzewa  się  przeważnie  w  ogniskach  kowalskich  lub  małych  piecach  komorowych.  Do
miejscowego  nagrzewania  materiału  stosuje  się  piece  oczkowe  lub  szczelinowe  opalane
gazem lub mazutem.

Rys. 20. Piece szczelinowe [3, s, 179]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Piece te są piecami komorowymi, które zamiast drzwiczek (wsadowych mają w ścianie

przedniej  otwory  lub  szczelinę  do  wkładania  prętów  w  celu  nagrzania  ich  odcinków.  Piec
szczelinowy  dostosowany  do  nagrzewania  końców pręta  przedstawiono  na  rys. poniżej oraz
do  -nagrzewania  prętów  w  dowolnym  miejscu.  Komora spalania  3  znajduje  się  pod komorą
grzejna,  do  której  przez  szczelinę  2  wkłada  się  pręty  1  przeznaczone  do  ogrzania.  Do
nagrzewania  całkowitego  materiałów  są  stosowane  piece  komorowe  gazowe  lub  na  paliwo
ciekłe.

Rys. 21. Piec gazowy komorowy[3, s, 179]

W ścianie komory 1 znajdują się palniki 2. Uchodzące spaliny przechodzą przez

rekuperator 3, który nagrzewa powietrze 4 doprowadzane do palników. W ścianie przedniej
znajdują się drzwiczki 5 do załadowania wsadu. Piece te mają bardzo prostą konstrukcję i są
wykonywane w różnych wielkościach. Piece małe wykonuje się jako przenośne, a większe
(o powierzchni trzonu powyżej 4 m

) jako stałe. Piece na paliwa ciekłe różnią się od

gazowych  tylko  konstrukcją  palników  oraz  brakiem  rekuperatorów,  gdyż  przy  opalaniu
paliwem  ciekłym  podgrzewanie  powietrza  nie  ma  większego  znaczenia.  Są  stosowane
również  piece  elektryczne  oraz  urządzenia  do  grzania  oporowego  prądem  elektrycznym,  ale
są bardzo drogie w  eksploatacji  z uwagi  na bardzo duże zużycie prądu. Przedstawione piece
stosuje  się  do  nagrzewania  lekkiego  wsadu  (do  kilkunastu  kilogramów).  Do  usuwania
podstawowych  typów  odkształceń  technologicznych  w  procesach  kowalskich  stosowane  są
przecinaki  pneumatyczne,  szlifierki  ręczne  zmechanizowane,  lub  wahadłowe,  w  celu
usunięcia drobnych pęknięć i fałd materiału.

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jakie znasz podstawowe parametry nagrzewania?
2.  Jaka jest zasada działania pieca szczelinowego opalanego gazem?
3.  Jakiej  wartości  nie  powinna  przekraczać  różnica  temperatur  pomiędzy  warstwą

powierzchniową a środkiem przekroju materiału nagrzewanego?

4.  Na podstawie, czego dobierzesz czas nagrzewania dla stali węglowych konstrukcyjnych?
5.  Jakiej temperatury nie powinien przekroczyć kowal podczas kucia materiału?
6.  Jakie znasz piece stosowane do nagrzewania lekkiego wsadu?
7.  Jakie  znasz  urządzenia  stosowane  do  usuwania  podstawowych  typów  odkształceń

powstałych w procesie kowalskim?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie tabel ,,Temperatury kucia” dobierz temperaturę kucia dla elementu ze stali

węglowej konstrukcyjnej St3S i przygotuj piec do nagrzewania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) dobrać na podstawie normy temperatury: początku i końca kucia dla stali St3S,
2) sprawdzić, dlaczego temperatura nagrzewania nie powinna przekroczyć temperatury

początku kucia,

3)  dobrać temperaturę zakończenia procesu kucia,
4)  dobrać urządzenie do nagrzewania,
5)  ustawić parametry nagrzewania,
6)  wskazać odzież ochronną.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

piec do nagrzewania materiału przeznaczonego do kucia,

−

instrukcja obsługi,

−

procedura postępowania podczas przygotowania pieca do pracy.

−

instrukcja bhp,

−

normy PN,ISO,

−

odzież ochronna.

Ćwiczenie 2

Dokonując kolejnych pomiarów pirometrem optycznym nagrzewanej próbki stalowej,

zanotuj jej barwy w temperaturach: około 550

C,800

C, 950

C 1150

C,. Przedstaw

tabelarycznie uzyskane wyniki, i określ ich przydatność w praktyce kuźniczej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  przygotować próbkę stalową do nagrzewu,
2)  dokonać nagrzewu próbki w palenisku kowalskim,
3)  dokonać pomiarów temperatury określając barwę nagrzewanej stali w podanych

zakresach,

4) przedstawić otrzymane pomiary w formie tabelarycznej,
5) omówić przydatność znajomości uzyskanych wyników w praktyce kowalskiej.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

stanowisko kowalskie do kucia ręcznego,

−

pirometr optyczny,

−

instrukcja bezpieczeństwa i higieny pracy,

−

normy PN,ISO,

−

tablice barw żarzenia,

−

odzież ochronna.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4. Przyrządy do oceny dokładności wymiarowej i kształtu

konstrukcji

4.4.1.

Materiał nauczania

Przyrządy do oceny dokładności pomiarowej
Przyrządy do oceny dokładności pomiarowej są to narzędzia do wykonywania pomiarów

w  warunkach  produkcyjnych  i  laboratoryjnych.  Każdy  wyrób  powstały  w  czasie  produkcji
należy  sprawdzić,  czy  jest  zgodny  z  wymaganiami  konstruktora.  Sprawdzenie  polega  na
porównaniu  badanych  wielkości  lub  cech  wyrobu  ze  wskazaniami  użytego  narzędzia
pomiarowego. Narzędzia pomiarowe dzielą się na:

−

wzorce miar,

−

przyrządy pomiarowe.

Wzorce miar długości i kąta są to przyrządy pomiarowe określające jedną lub kilka wartości

długości i kąta.

Kątowniki
a)krawędziowy
b) walcowy

Przymiar kreskowy

Płytki kątowe

Rys. 22. Wzorce miar [10, s.17-20]

Linijki metalowe produkowane są ze stali nierdzewnej, mają przekrój prostokątny i są

dobrze  przystosowane  do  wyznaczania  linii  na  metalu.  Linijki  drewniane  lub  plastykowe
łatwo ulegają uszkodzeniu w kontakcie z metalami i ostrzem do zaznaczania.
Taśma  miernicza  to  bardzo  praktyczny  sprzęt  do  mierzenia  powierzchni  płaskich,  jak  też
przedmiotów  przestrzennych.  Składa  się  ona  z  giętkiej  stalowej  taśmy,  bardzo  wąskiej
i giętkiej, którą zwija się w plastykowym pudełku. Może mieć długość od l do 5 m.

Rys. 23.

Linijki metalowe i taśmy miernicze [10,s 25 ]

Kątowniki  -  te  narzędzia  pozwalają  na  zaznaczanie  lub  sprawdzanie  kątów  prostych.
Przydatne  jest  posiadanie  kątowników  różnej  wielkości,  ponieważ  nie  można  dokonać
pomiaru  dużej  powierzchni  przy  użyciu  małego  kątownika.  W  ten  sposób  unika  się  ryzyka
popełnienia  błędu,  który  może  powstać  na  powierzchni  wykraczającej  poza  kątownik.
Kątomierz nastawny to narzędzie przydatne do przenoszenia i zaznaczania określonych katów
na powierzchni obrabianego przedmiotu, jak również do sprawdzania i porównywania kątów.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Składa się z dwóch części, zazwyczaj wykonanych ze stali, połączonych na osi pozwalającej
na wyznaczanie dowolnego kąta.

Rys. 24.

Kątowniki [10, s 25]

Cyrkle (macki) do zaznaczania i mierzenia składają się z dwóch stalowych ramion,

zakończonych  utwardzonym  szpicem.  Mogą  być  proste  lub  sprężynowe.  W  tych  drugich
rozwartość cyrkla reguluje się przekręcając pokrętło, które wywiera nacisk na jedno z ramion.
Do rysowania łuków lub okręgów o dużych promieniach używa się cyrkla drążkowego, który
składa  się  z linijki  z  centymetrową  i  milimetrową  podziałką,  po  której  przesuwają  się  dwa
trzpienie zakończone szpicem. Trzpienie ustawia się w odpowiednim miejscu, tak by uzyskać
określony  promień  łuku  lub  obwodu.  Poza  zaznaczaniem  łuków,  cyrkle  te  są  również
przydatne  do  przenoszenia  długości  i  do  zaznaczania  jednakowych  odległości.  Cyrkle  do
mierzenia  -  macki,  stosowane  są  do  porównywania  i  sprawdzania  zewnętrznych
i  wewnętrznych  wymiarów  elementów  lub  całych  przedmiotów.  Składają  się  z wklęsłych
ramion (macki wewnętrzne), w przypadku gdy cyrkiel służy do pomiaru grubości, lub części
zewnętrznych  bądź też ramion  wypukłych (macki zewnętrzne), gdy służy  do pomiaru  części
wewnętrznych.

Rys. 25.

Cyrkle do zaznaczania i cyrkle do mierzenia (macki) [10,s. 26]

Przyrządy do sprawdzania kształtu
Sprawdzanie płaskości dokonywane jest metodą tuszowania, polegającą na pokryciu

kontrolnej  płaszczyzny  liniału  powierzchniowego  cienką  warstwą  tuszu  i  obserwowaniu
plamek  na  badanej  powierzchni  przy  przesuwaniu  się  po  niej  liniału  pomiarowego.
Sprawdzaną  powierzchnię  obserwuje  się  za  pomocą  kwadratu  kontrolnego  o  wymiarach

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

25. Odchylenie płaskości określa liczba miejsc zaczernionych w kwadracie. Liniały

powierzchniowe wykonywane są ze stali lub żeliwa o różnych przekrojach.

Rys. 26. Liniały powierzchniowe: a) żeliwny użebrowany, b) żeliwny trójkątny [1, s.37]

Płyty pomiarowe służą jako płaszczyzny przy pomiarach i sprawdzaniu płaskości

powierzchni  metodą  tuszowania.  Wykonywane  są  z  żeliwa  lub  stali  konstrukcyjnej
z  użebrowaniem  od  spodu  w  celu  zmniejszenia  ciężaru  i  zwiększenia  sztywności.  Podczas
sprawdzania  wymiarów  w  czasie  kucia  na  gorąco  dokładność  pomiarów  jest  nieduża,
ponieważ przy  temperaturze  kucia  około 1100

C stal węglowa rozszerza się około 1,3%, co

wynosi 13mm na 1m.

Do pomiarów wykonywanych podczas kucia używa się następujących przyrządów

pomiarowych:  miarka,  macka,  cyrkiel,  kątomierz,  suwmiarka,  przymiar  kształtowy
i  wymiarowy.  Do  sprawdzenia  kształtu  przedmiotów  odkutych  służą  przymiary  wycięte
z  blachy,  które  przykłada  się  do  gorącego  przedmiotu,  porównując  dokładność  wykonania.
Przy  zginaniu  większej  ilości  przedmiotów  stosuje  się  przyrządy,  które  oprócz  nadawania
kształtu sprawdzają dokładność wykonania.

Rys. 27. Przyrząd do zginania [16, s.71]

4.4.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jakie znasz rodzaje wzorców długości?
2.  Jakimi przyrządami mierzymy otwory?
3.  Jakie znasz przyrządy do sprawdzania prostoliniowości i płaskości?
4.  Jaka jest różnica między pomiarem okrągłości i walcowości?

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj pomiary kątów skośnie ściętej płytki stalowej.

Sposób wykonania ćwiczenia

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  sprawdzić stan techniczny przyrządów pomiarowych,
2)  oczyścić przedmiot mierzony,
3)  zmierzyć wszystkie kąty płytki za pomocą różnych narzędzi,
4)  naszkicować płytkę i nanieść wyniki pomiarów,
5)  zapisać wyniki pomiarów.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

kątomierz uniwersalny,

−

suwmiarka,

−

płyta pomiarowa,

−

przedmiot mierzony,

−

kalkulator z funkcjami trygonometrycznymi,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 2

Wykonać szablon pomiarowy z blachy o grubości 1mm do określania wymiaru

30mm±2mm.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  wykonać szkic projektu szablonu
2)  przygotować stanowisko ślusarskie,
3)  dobrać materiał i narzędzia,
4)  wykonać szablon zgodnie z projektem,
5)  wielkość wykrojów w szablonie sprawdzić suwmiarką,

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

stanowisko ślusarskie,

−

materiał i narzędzia,

−

suwmiarka,

−

notatnik,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

4.4.4. Sprawdzian postępów

Tak Nie
Czy potrafisz:

1)  określić, po co stosuje się przyrządy do oceny dokładności i kształtu?

2)  dobrać przyrządy do pomiarów wewnętrznych i zewnętrznych?

3)  sprawdzić odchyłkę bicia promieniowego?

4)  wymienić narzędzia pomiarowe podczas kucia na gorąco?

5)  wykonać przyrząd i ocenić dokładność kształtu elementów odkutych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5. Oprzyrządowanie pomocnicze do procesów profilowania

4.5.1. Materiał nauczania

Profilowanie polega na zmianie kształtu w przekroju poprzecznym metodami obróbki

plastycznej.  Podczas  kucia  profilowanie  można  uzyskać  poprzez  operacje  pomocnicze
stosowane  przy  wydłużaniu  do,  których  zalicza  się:  rozszerzanie  odsadzanie,  przesadzanie.
Do  operacji  pomocniczych  przy  wydłużaniu  zalicza  się:  rozszerzanie,  odsadzanie,
przesadzanie.

Rys. 28. Schemat procesu rozszerzania [17, s. 151]

Znaczenie i pogłębianie w łatwy sposób umożliwiają zmniejszenie przekroju na końcu

lub w środku odkuwki. Jeżeli zmniejszenie przekroju występuje na znacznej długości, to
odsadzenie przeprowadza się bezpośrednio na kowadłach. Przy małych długościach
odsadzenie przeprowadza się za pomocą płaskich lub półokrągłych podkładek.

Jeżeli zmniejszenie przekroju jest jednostronne, to w celu zapewnienia dostatecznej

gładkości powierzchni od strony wybrania odsadzenie przeprowadza się za pomocą podkładki
lub za pomocą kowadełek ustawionych na krzyż.

Rys. 29. Przebieg rozszerzania końca płaskownika [17, s. 152]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 30. Znaczenie pręta [17, s.152]

Rys. 31. Pogłębianie: a) odsadzką okrągłą, b, c) odsadzką trójkątną, d) odsadzką kształtową. [17, s.152]

Rys. 32. Odsadzanie bez przecięcia włókien za pomocą odsadzek o coraz mniejszych promieniach [17, s.152]

Przesadzanie odbywa się dwoma sposobami: z jednostronnym nadcięciem materiału

i  dwustronnym  nadcięciem.  Podczas  przesadzania  według  pierwszego  sposobu  materiał
nadcina  się  od  góry  za  pomocą  odsadzki  trójkątnej.  Następnie  obraca  się  odkuwkę  o  180°
i  umieszcza  się  ją  na  dolnym  kowadle.  Pod  wpływem  nacisku  górnego  kowadła  następuje
przesunięcie materiału wzdłuż lewej ściany dolnego kowadła. Przy tym prawa boczna ściana
górnego kowadła powinna leżeć w płaszczyźnie przesadzenia.

Rys.33.. Przykłady odsadzania [17, s.153]

Po obróceniu odkuwki o 180° można zwiększyć przesadzenie do wymaganej wielkości.
Nierówności w miejscu przesadzenia wyrównuje się na kowadłach płaskich.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 34. Przesadzanie z jednostronnym

Rys. 35. Przesadzanie z dwustronnym

nadcięciem materiału [17, s.152]

Podczas przesadzania według sposobu drugiego materiał nadcina się odsadzką trójkątną

z obu stron. Następnie materiał przesuwa się w ten sposób, aby przy uderzeniu boczne ściany
kowadeł były nieco odsunięte od prostopadłych ścian nadcięć. Pod wpływem nacisku
kowadeł następuje przemieszczenie jednej części materiału względem drugiej.

4.5.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jakie zabiegi występują podczas operacji odsadzania?
2. Jakie zabiegi umożliwiają zmniejszenie przekroju na końcu lub w środku odkuwki

3. W jaki sposób wykonuje się przesadzanie z jednostronnym nadcięciem materiału

4. Na czym polega zabieg rozszerzania i za pomocą, jakiego narzędzia się go wykonuje?
5. W jaki sposób można zapewnić dostateczną gładkość powierzchni po odsadzeniu

4.5.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Uformuj technologią kuźniczą końcówkę pręta stalowego, kwadratowego o boku 16mm

w grot strzały wg szablonu.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  przygotować stanowisko kowalskie,
2)  przygotować narzędzia kowalskie,
3)  nagrzać wsad do kucia,
4)  wykonać operację znaczenia, wydłużania i profilowania wg szablonu,
5)  wykonać operacje wykańczające szlifierką,
6)  sprawdzić poprawność wykonania za pomocą szablonu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

stanowisko kowalskie,

−

urządzenie do nagrzewania wsadu,

−

zestaw narzędzi do kucia ręcznego,

−

szablony sprawdzające,

−

instrukcje stanowiskowe bhp.

Ćwiczenie 2

Dokonaj odsadzenia poprzecznego 40mm końcówki pręta stalowego (St3S) o przekroju

kwadratowym i boku 20mm.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  przygotować stanowisko kowalskie,
2)  przygotować narzędzia kowalskie,
3)  nagrzać wsad do kucia,
4)  wykonać operację znaczenia i odsadzenia,
5)  sprawdzić poprawność wykonania za pomocą szablonu.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

stanowisko kowalskie,

−

urządzenie do nagrzewania wsadu,

−

zestaw narzędzi do kucia ręcznego,

−

szablony sprawdzające,

−

instrukcje stanowiskowe bezpieczeństwa i higieny pracy.

4.5.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:                                                                                                          Tak      Nie

1)  nazwać narzędzia do pogłębiania?

2)  określić, kiedy wykonasz zabieg znaczenia, a kiedy zabieg pogłębiania?

3)  przedstawić przebieg procesu rozszerzania za pomocą żłobnika?

4)  wyjaśnić operację przesadzenie z dwustronnym nadcięciem materiału?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.6. Metody prostowania i oprzyrządowanie pomocnicze do

procesów prostowania

4.6.1.Materiał nauczania

Rodzaje metod prostowania

Prostowanie  ma  na  celu  przywrócenie  pogiętym  lub  skrzywionym  materiałom  metalowym
właściwych  kształtów.  Prostowanie  może  się  odbywać  na  zimno  i  na  gorąco,  ręcznie  albo
maszynowo.  Można  prostować  materiały  przerobione  plastycznie,  jak  blachy,  płaskowniki,
kształtowniki  oraz  wszelkiego  rodzaju  pręty.  Można  również  prostować  przedmioty
uprzednio hartowane lub odlewane.
Prostowanie  ręczne  płaskowników  odbywa  się  w  następujący  sposób:  płaskownik  zgięty
pod  kątem  zamocowujemy  w  imadle  do  miejsca  zgiętego,  odginamy  wystającą  część
w kierunku przeciwnym,  a  następnie  prostujemy  na płycie.  Mniejsze  wygięcia  i  skrzywienia
prostujemy  bezpośrednio  na  płycie  lub  kowadle.  Układamy  płaskownik  na  płycie
wypukłością  do  góry  i  przytrzymując  koniec  wystający  płaskownika  lewą  ręką  mocnymi
i szybkimi  uderzeniami  w  miejsca  najbardziej  wystające  od  płyty  prostujemy  płaskownik.
Postępując  tak  w  dalszym  ciągu,  prostujemy  z  grubsza  cały  płaskownik.  Zauważone
skrzywienia  płaskownika  oznaczamy  kredą  i  ponownie  prostujemy  na  płycie.  Po
wyprostowaniu płaskownik powinien przylegać do płyty, a krawędzie  jego powinny tworzyć
linie proste.
Prostowanie  ręczne  blach -  układamy  blachę  na  płycie wypukłościami  do  góry  i  uderzamy
młotkiem między te wypukłości. Osiągamy w ten sposób wyciąganie się blachy i przesuwanie
się  wypukłości  ku  środkowi  powierzchni  blachy.  Po  sprowadzeniu  nierówności  blachy  do
jednej  wypukłości,  rozpoczynamy  szereg  uderzeń  od  krawędzi  blachy  ku  środkowi,  przy
czym

w miarę, zbliżania się ku środkowi uderzenia powinny być słabsze, lecz bardziej częste.

Prostowanie tego rodzaju powoduje, że blach stopniowo wyciąga się, a wypukłość zmniejsza
się. Gdy wypukłość będzie-już niewielka, odwracamy blachę na drugą stronę, postępując jak
poprzednio,  lekkimi  uderzeniami  doprowadzamy  powierzchnię  blachy  do  płaskości.  Jeżeli
blacha  ma  tylko  środkowe  wypukłości,  to  prostowanie  zaczynamy  od  razu  od  krawędzi  ku
środkowi.  Do  prostowania  blach  cienkich  stosujemy  młotki  drewniane,  a  małe  kawałki  tej
blachy prostujemy za pomocą gładkich klocków drewnianych.

Rys. 36. Zasada prostowania blach [10, s.35]

Prostowanie drutu - do prostowania najlepiej jest stosować specjalne przyrządy

wałeczkowe lub kołeczkowe, nastawiane za pomocą śrub dociskowych.

Prostowanie wałków. Wałki skrzywione prostuje się na kowadle, przy czym grubsze

wałki  powinny  być  nagrzane  w  miejscu  skrzywionym.  Dużo  lepiej  jest  stosować  do
prostowania  wałków  prasy.  Na  podporach  prasy  układa  się  wałek  w  ten  sposób,  aby
skrzywienie  było  skierowane  do  góry  i  znalazło  się  między  podporami.  Odległość  między
podporami powinna wynosić około 150mm. Obracając śrubę za pomocą pokrętła, dociskamy
klocek pryzmowy do wierzchołka skrzywienia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 37. Prasa do prostowania wałków[1, s.116]

Dociskanie  odbywa  się  stopniowo  aż  do  wyprostowania  się  wałka.  Na  prasie  znajduje  się
urządzenie  do  sprawdzania  prostowanych  wałków.  Urządzenie  to  ma  dwa  kły  osadzone
w dwóch przeciwległych podstawach. Kły można przesuwać na odległość zależną od długości
walka.  Na  czołowych  powierzchniach  wałków  należy  napunktować  środki  i  wykonać
nakiełki.  Następnie  osadzamy  wałek  w  kłach  i  obracając  nim  szybko  sprawdzamy  bicie
wałka. Czynimy to za pomocą kawałka kredy trzymanej nieruchomo w palcach i dotykającej
powierzchni walka. Jeśli wałek jest prosty rysa kredowa będzie równomiernie zarysowana na
obwodzie wałka. W razie skrzywienia rysa będzie tylko na wygórowaniu. Przesuwając kredę
wzdłuż tworzącej wałka sprawdzamy go w ten sposób na całej długości.

Prostowanie przedmiotów zahartowanych dokonuje się tylko wtedy, gdy przedmiot jest

wykonany  ze  stali zawierającej  mniej niż 0,9% węgla, ale  łatwiej  jest prostować przedmioty
grubsze niż cieńsze. Przedmioty zahartowane, w kształcie płytek, układamy na płycie tak, aby
strona  wypukła  dotykała  do  płyty  i  rozpoczynamy  uderzenia  wzdłuż  linii  środkowej
prostowanej  płytki.  Następnie  uderzamy wzdłuż  linii  równoległej do  linii  podłużnej tak,  aby
każda  linia  uderzeń  zbliżała  się  coraz  bardziej  do  krawędzi  prostowanej  płytki.  Następnie
czynimy  to  samo  po  drugiej  stronie  linii  środkowej  płytki.  Uderzenia  w  pobliżu  krawędzi
płytki powinny być słabsze niż w pobliżu linii środkowej.

Rys. 38. Zasada prostowania przedmiotów hartowanych [10. s.40]

Kątowniki zahartowane należy prostować uderzeniami przy wierzchołku kąta

wewnętrznego, jeśli kąt ten zawiera mniej niż 90°, natomiast, jeśli kąt jest większy niż 80° to
uderzamy przy zewnętrznym wierzchołku kąta.

Prostowanie przedmiotów w kształcie kabłąków polega na zastosowaniu uderzeń

w część środkową kabłąka po stronie zewnętrznej, jeśli skrzywienie po tej stronie ma

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 41. Przykłady prostowania i odprężania przez podgrzewanie palnikiem gazowym [5, s.171]

Prostowanie mechaniczne - stosowane jest często, aby sprostać wymaganiom odbiorców.
Rozróżnia się trzy metody prostowania: za pomocą pras, przez przeginanie i rozciąganie.
Prostowanie za pomocą pras stosowane jest w warsztatach do wyrobu konstrukcji stalowych.

Rys. 42. Schemat prostowania za pomocą prostownicy rolkowej. [2, s.192]

Prostowanie przez przeginanie jest realizowane przy użyciu prostownic rolkowych,

polega  na  kolejnym  przeginaniu  pasm  blach  lub  płaskowników  z  coraz  mniejszymi
krzywiznami.
Kolejne  przegięcia  usuwają  krzywizny  wytworzone  poprzednio  i  nadają  pasmu  nowe  lecz
mniejsze  i  skierowane  przeciwnie.  W  ten  sposób  uzyskuje  się  prawie  całkowite
wyprostowanie pasma blachy lub płaskownika.

Rys. 43. Schemat działania prostownicy rozciągarki [2, s.194]

Prostowanie przez rozciąganie polega na uchwyceniu końców pasma w szczękach
prostownicy – rozciągarki i na jego rozciągnięciu siłami powodującymi pewne, wydłużenie
plastyczne. Stosowane do prostowania płaskowników i prętów i prętów wyciskanych.

X - X

Rys. 44. Schemat działania prostarko-wygładzarki [2, s.194]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Oprzyrządowanie pomocnicze do procesu prostowania
Do prostowania blach grubych używa się młotków metalowych, a do blach cienkich młotków
drewnianych,  kowadeł  lub  płaskich  płyt.  Do  prostowania  drutu  stosuje  się  specjalne
przyrządy  wałeczkowe  lub  kołeczkowe,  nastawiane  za  pomocą  śrub  dociskowych.  Do
prostowania  wałków  i  prętów  stosuje  się  prasy  zaopatrzone  w  kły.  Do  prostowania
mechanicznego stosuje się: prasy hydrauliczne, prostownice rolkowe, prostarko-wygładzarki,
prostownice- rozciągarki.

4.6.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jakie różnice występują między prostowaniem ręcznym a mechanicznym blach

2.  W jaki sposób wykonuje się prostowanie ręczne płaskowników?
3.  Co to jest prostowanie bezudarowe?
4.  Jakie znasz mechaniczne metody prostowania materiału?
5.  Jakie znasz oprzyrządowanie pomocnicze stosowane do prostowania wałków?
6.  W jaki sposób przebiega proces prostowania przedmiotów hartowanych?

4.6.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Określ wielkość skrzywienia płaskownika stalowego i wykonaj prostowanie.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  ułożyć płaskownik na płycie traserskiej,
2)  zmierzyć suwmiarką strzałkę ugięcia płaskownika,
3)  wykonać prostowanie ręczne za pomocą młota na kowadle,
4)  zbadać stopień skrzywienia po prostowaniu.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

stanowisko kowalskie do kucia ręcznego,

−

narzędzia kowalskie,

−

płaskownik.

−

procedura postępowania na stanowisku kowalskim,

−

instrukcja bezpieczeństwa i higiena pracy.

Ćwiczenie 2

Dokonaj wyprostowania kątownika, który po hartowaniu ma zmniejszony kąt

wewnętrzny.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  sprawdzić płaskość ramion i prostoliniowość krawędzi kątownika,
2)  ułożyć płaskownik na płycie traserskiej,
3)  prostując  kątownik  o  zmniejszonym  kącie  należy  uderzać  młotkiem  po  płaszczyźnie

kątownika od strony kąta wewnętrznego

4) wykonać prostowanie ręczne,
5) zbadać kąt prosty za pomocą kątownika.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

stanowisko kowalskie do kucia ręcznego,

−

narzędzia kowalskie,

−

płaskownik,

−

wzorzec-kątownik,

−

procedura postępowania na stanowisku kowalskim,

−

instrukcja bezpieczeństwa i higiena pracy.

Ćwiczenie 3

Dokonaj wyprostowania kątownika, który po hartowaniu ma zwiększony kąt

wewnętrzny.

Sposób wykonania ćwiczenia.

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  sprawdzić płaskość ramion i prostoliniowość krawędzi kątownika,
2)  ułożyć płaskownik na płycie traserskiej,
3)  prostując  kątownik  o  zwiększonym  kącie  należy  uderzać  młotkiem  po  płaszczyźnie

kątownika od strony kąta zewnętrznego,

4) wykonać prostowanie ręczne,
5) zbadać kąt prosty za pomocą kątownika.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

stanowisko kowalskie do kucia ręcznego,

−

narzędzia kowalskie,

−

.płaskownik,

−

wzorzec-kątownik,

−

procedura postępowania na stanowisku kowalskim.

4.6.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) określić rodzaje urządzeń stosowanych do prostowania

maszynowego?

2)  scharakteryzować proces prostowania wałka na prasie?

3)  określić jaki sposób prostowania stosuje się dla prętów okrągłych?

4)  wyjaśnić sposób prostowania kątownika zahartowanego?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

Instrukcja dla ucznia

1.  Przeczytaj uważnie instrukcję.
2.  Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3.  Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4.  Test  zawiera  20  zadania  dotyczących  wykonywania  profilowania  i  usuwania  deformacji

konstrukcji:

−

zadania: od 1 do 10 to zadania, na które należy udzielić krótkiej odpowiedzi,

−

zadania od 11 do 20 są to zadania wielokrotnego wyboru i tylko jedna odpowiedź

jest prawidłowa.

5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi:

−

w zadaniach wielokrotnego wyboru zaznacz prawidłową odpowiedź X (w przypadku

pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie ponownie zakreślić
odpowiedź prawidłową),

−

w zadaniach z krótką odpowiedzią wpisz odpowiedź w wyznaczone pole.

6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego

rozwiązanie na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.

8. Na rozwiązanie testu masz 60 min.

Powodzenia

Materiały dla ucznia:

−

instrukcja,

−

zestaw zadań testowych,

−

karta odpowiedzi.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Zdolność powrotu materiału do pierwotnego kształtu i wymiarów po ustaniu działania

siły nazywamy ............................

2. Stosunek siły rozciągającej, ściskającej do pola przekroju prostopadłego do osi

obciążenia nazywamy ..................................normalnym.

3.  Stosunek siły stycznej do pola przekroju nazywamy naprężeniem ....................

4.  Jednostką naprężenia w układzie SI jest......................................

5.  Przyrządy  pomiarowe,  służące  najczęściej  do  określania  odchyłek  od  wymiaru

nominalnego nazywamy .......................................

6. Czynność kuźniczą w wyniku której materiał zwiększa swą szerokość bardziej niż

długość nazywa się ...........................

7. W operacji odsadzania znaczone miejsca pogłębia się odpowiednimi narzędziami

zwanymi .........................

8. Przedmioty zahartowane do procesu prostowania układa się na płycie wypukłością ku

....................

9. Materiał stalowy poddany nagrzewaniu zwiększa................ swoją objętość.

10. Podstawowym narzędzie kuźniczym jest .....................

11. Narzędzie ślusarskie, kątownik używany często w pracach kowalskich to:

a)  wzorzec stalowy kąta prostego,
b)  liniał krawędziowy,
c)  kątomierz,
d)  wzornik często stosowany przez ślusarza.

12. Przedstawiony przyrząd pomiarowy służy do pomiaru:

a)  średnicy zewnętrznej,
b)   głębokości,
c)  gwintów,
d)  kątów.

13. Przedstawiony przyrząd służy do wykonywania pomiarów:

a)  płaskości,
b)  równoległości,
c)  okrągłości,
d)  prostopadłości.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

14. Przedstawiony przyrząd to:

mikrometr do pomiarów zewnętrznych,

suwmiarka,

liniał krawędziowy ,

kątomierz uniwersalny.

15. Odkształcenie kątowe w złączach spawanych doczołowych nie zależy od:

grubości spawanych elementów,

liczby ściegów w spoinie,

rodzaju elektrody w spawaniu elektrycznym,

sposobu ukosowania krawędzi do spawania.

16. Zjawisko wyboczenia elementów może wystąpić podczas:

spęczania,

zginania,

spawania,

wydłużania.

17. Do podstawowych czynności podczas profilowania zalicza się:

rozszerzanie, wydłużanie,

rozszerzanie, odsadzanie, przesadzanie,

zgrzewanie ogniskowe,

cięcie.

18. Dla materiałów stalowych w technologii kucia na gorąco temperatura początku kucia

zawiera się w zakresie:

1350 ÷ 1490

1000 ÷ 1250

600 ÷ 800

250 ÷ 500

19. W technologii kucia zmiana kształtu obrabianego przedmiotu następuje w wyniku:

odkształcenia sprężystego,

odkształcenia plastycznego,

odkształcenia rzeczywistego,

odkształcenia dopuszczalnego.

20. Przekroczenie górnej temperatury kucia w procesie nagrzewania spowoduje w materiale:

a)  pękanie,
b)  skrzywienie,
c)  przepalenie,
d)  umocnienie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko …………………………………………………….....................

Wykonywanie prac spawalniczych w kowalstwie

Zakreśl poprawną odpowiedź, wpisz brakujące części zdania.

Numer

zadania

Odpowiedzi

Punkty

10.

11.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

Razem