background image

1.

Definicja kucia

Kucie–proces technologiczny, rodzajobróbki plastycznej, polegający na odkształcaniu materiału za pomocą
uderzeń lub nacisku narzędzi.  Narzędzia  – czyli matryce  lub  bijaki  umieszczane są na częściach ruchomych

narzędzi. Proces ten również może być realizowany w specjalnych przyrządach kuźniczych. W procesie tym
nadaje   się   kutemu   materiałowi   odpowiedni   kształt,   strukturę   i   własności   mechaniczne.   Materiałem

wsadowym jest przedkuwka, natomiast produktem jest odkuwka. 

2.

 Podstawowe operacje kucia

 

spęczanie– zgniatanie w jednym kierunku
wydłużanie– w jednym lub w dwóch kierunkach, zmiana objętości postaciowej

wgłębianie
przebijanie
gięcie
– zmiana kierunku osi przedmiotu

skręcanie– zmiana przez obrót
cięcie

rozkuwanie – powiększanie otworu w odkuwce

3.

Podstawowe elementy wyposażenia kuźni . 

Narzędzia i urządzenia służące do przeróbki plastycznej:

Mechaniczne urządzenia robocze oraz paleniska:

przebijaki maszynowe

piec gazowe/elektryczny/palenisko itd.

młoty pneumatyczne

giętarki

skręcarki

przecinarki

Narzędzia kowalskie robocze:

akcesoria kowalskie

przebijaki

trzpienie

podsadzaki

nadstawki

przecinaki

osadzaki

żłobniki

foremniki

gładziki

dziurownica (płyta kowalska)

kleszcze

kowadło

młoty

imadła

4.

 Matryca wielowykrojowa, jednowykrojowa i wieloktrona. Rozpoznać na podstawie rysunków `

Matryca otwarta wielowykrojowa (rys. 16b) jest stosowana do kucia dużej serii odkuwek o złożonych 
kształtach. Odkuwka w tym przypadku jest kształtowana w kilku oddzielnych wykrojach znajdujących się w  
jednej matrycy. 

Matryca otwarta jednowykrojowa (rys. 16a) stosowana jest do prostych kształtów oraz produkcji 
małoseryjnej odkuwek o kształtach bardziej złożonych, ale nie wymagających zbyt złożonego płynięcia 
materiału. W tym samym wykroju matrycy materiał kuje się przez pojedyncze lub kilkakrotne uderzenie, 
niekiedy z międzyoperacyjnym odcinaniem wypływki, a także z międzyoperacyjnym dogrzewaniem aż do 
uzyskania gotowej odkuwki. Materiałem wyjściowym mogą być odcinki prętów bądź też przedkuwki kute 
swobodnie. 

background image

Matryca otwarta wielokrotna (rys. 17 a) jest stosowana do kucia wieloseryjnego odkuwek o stosunkowo 
prostych kształtach i wymiarach Metoda ta polega na jednoczesnym wykonaniu z jednej przedkuwki kilku 
mniejszych odkuwek o takich samych lub różniących się kształtach. Oddzielenie odkuwek odbywa się przez 
okrawanie 

5.

 Rodzaje materiałów wsadowych (kęsy, kęsiska ) 

Odkuwki o znacznych wymiarach i masie kuje się najczęściej bezpośrednio z wlewków odpowiedniej wielkości 

background image

odlanych w kształcie ostrosłupa ściętego o przekroju sześciu-, ośmio- lub dwunastoboku.
Kęsiska kute lub walcowane mają przekrój kwadratowy o bokach wklęsłych i zaokrąglonych krawędziach. 
Wymiary ich wynoszą: bok kwadratu a: 140 – 400 mm, a długość – do 6m. Ten rodzaj materiału wyjściowego 

stosuje się do wykonywania ciężkich odkuwek.
Kęsy lub pręty walcowane są używane na lżejsze odkuwki. Kęsy mają przekrój poprzeczny, zbliżony do 

kwadratu o boku 42 – 140 mm. Pręty walcowane mogą mieć przekrój poprzeczny kwadratowy (o boku 6 – 120
mm), okrągły (o średnicy 8 – 200 mm) lub prostokątny (o wymiarach 12 x 5 – 150 x 60 mm). Kęsy dostarczane 
przez huty mają długość handlową 2- 9 m, a pręty 3 - 9 m.

Wlewek: 

Kęsiska:

Kęsy lub pręty walcowe

Pręty kształtowe ( kształtowniki ):

Pręty o okresowo zmiennym przekroju:

6.

 Rodzaje pieców do nagrzewania wsadu do kucia – wymienić 

Podział piecy:
1. budowę 

piece otwarte (tradycyjne palenisko kowalskie) 

piece zamknięte (zazwyczaj piece do hartowania) 

piece częściowo zamknięte (rurowe) 

2. sposób dostarczenia energii (uzyskania ciepła, paliwa) 

piece węglowe, koksowe 

piece elektryczne 

piece gazowe 

Typy pieców:

ognisko przenośne

palenisko stale

piece węglowe,koksowe

piece elektryczne

piece gazowe

 

7.

 Metody wykonywania wykrojów matrycowych – wymienić 

za pomocą kucia

wyciskania wykrojów na zimno

elektroiskrowa obróbka wykroju ( za pomocą zjawiska erozji elektrycznej)

elektrochemiczna obróbka (elektroliza, brak ostrych krawędzi)

8.

 Sposoby zużycia matryc (ścierne, mechaniczne) – wymienić 

w wyniku działania temperatury – ciągła zmiana temperatury w górnych warstwach wykroju 
prowadzi do powstawania pęknięć spowodowanych zmiennymi naprężeniami rozciągającymi i 
ściskającymi

w wyniku tarcia

na skutek adhezji – w miejscach styku materiału z wykrojem powstają strefy przylegania 
czystych powierzchni nieutlenionych, w których tworzą się lokalne złącza metaliczne, co 
prowadzi do wyrwania materiału z podłoża

na skutek ścierania – odkształcany materiał przemieszcza się w wykroju wskutek dużych 
nacisków trąc o powierzchnię wykroju żłobiąc go

na skutek korozji – występuje, gdy zarodek korozji wywołuje na jednej lub obu 

background image

powierzchniach trących produkty reakcji chemicznych; przyczyną mogą być substancje 
chemiczne zawarte w smarze

na skutek zmęczenia materiału – w miejscach powierzchniowych rys powstałych np. 
podczas obróbki skrawaniem następuje koncentracja naprężeń powodujących pęknięcia

9.

 Kucie izotermiczne – definicja 

Kucie izotermiczne rodzaj procesu technologicznego w, którym proces przeróbki plastycznej zachodzi w 
stabilnych warunkach temperatury narzędzi (matryc).  

 

10.

 Kucie dokładne – definicja
Kucie dokładne
 jest sposobem wykonywania odkuwek spełniających wymagania kształtu i wymiarów. Celem 

tego procesu jest uzyskanie wyrobu o wymiarach gotowego produktu, lub o wymiarach, które wymagają tylko 
nieznacznej obróbki skrawaniem.

11.

 Walcowanie poprzeczno-klinowe, narzędzia – definicja

Walcowanie poprzeczno-klinowe – odmiana technologii walcowania poprzecznego. Narzędzia są wykonane w
kształcie klina, który wcinając się w walcowany materiał nadaje mu odpowiedni kształt. Tą technologią 

wykonywane są przedkuwki przeznaczone do dalszych procesów plastycznego kształtowania oraz wyroby 
osiowo-symetryczne takie jak: wały wielostopniowe, wkręty szynowe, itp.

Narzędziami używanymi w tej metodzie są walce, kliny płaskie, segmenty wklęsłe (w których może pracować 
walec), dyski klinowe, kliny wklęsłe, rolki klinowe zorganizowane w różne układy. Klika przykładowych:

walec – walec

klin płaski – klin płaski (rysunek)

walec – walec – walec

walec – segment wklęsły

klin wklęsły – klin wklęsły

dysk klinowy – dysk klinowy

walec – rolka – rolka

klin płaski – rolka – rolka

12.

Schematy wyciskania (mieszane, boczne itd.) – wymienić, rysunki 

1.

wyciskanie współbieżne, gdy materiał płynie w kierunku zgodnym z ruchem tłoczyska.

2.

wyciskanie przeciwbieżne, gdy materiał płynie w kierunku przeciwnym do kierunku ruchu 
tłoczyska

3.

wyciskanie z bocznym wypływem materiału, gdy materiał płynie w kierunku poprzecznym do 
ruchu tłoczyska

4.

wyciskanie złożone, gdy materiał płynie jednocześnie w kierunku zgodnym i przeciwnym do 
ruchu tłoczyska

1.

2.

background image

3.

4.

13.

 Wady oraz zalety kucia na gorąco oraz na zimno
Zalety kucia na gorąco:

wzmocnienie w procesie kształtowania usunięte całkowicie przez rekrystalizację

równomierna mikrostruktura

usunięta pasowość mikrostruktury

wyższa wytrzymałość wzdłuż włókien

Wady kucia na gorąco:

duże zapotrzebowanie na energię potrzebną do nagrzania materiału

materiał podatny na utlenienie i zanieczyszczenie

Zalety kucia na zimno:

duża szybkość produkcji

wysoka powtarzalność

wysoka jakość wykończenia obrabianych powierzchni

niewielkie ilości odpadów

intensywne polepszenie własności mechanicznych

duża wszechstronność

uzyskanie włóknistej struktury

Wady kucia na zimno:

zmniejszenie plastyczności

możliwość stosowania jedynie dla materiałów o niskiej granicy plastyczności

14.

Przysłowia jako zadanie pomocnicze

Co przyda się kowalowi, niepotrzebne krawcowi.

Czasem kowal kuje łańcuchy na własne nogi.

Mnisi, gdy się zejdą mówią o kaplicach, kowale o kleszczach, krawcy o nożycach.

Pierwszego kupca nie mijaj, pierwszemu kowalowi nie odmawiaj.

Ślusarz zawinił, a kowala powiesili.

Kuj żelazo póki gorące.

15.

Kuźnictwo (definicja, krótko o historii)
Kuźnictwo 
- obróbka plastyczna zajmująca się wytwarzaniem przedmiotów (odkuwek) z różnych metali i 
stopów za pomocą kucia.
Kucie jest najstarszą metodą kształtowania przedmiotów z metalu za pomocą obróbki plastycznej. W 
wykopaliskach z przed kilku tysięcy lat znajdowane są przedmioty wykute z metalu. W starożytności sztuka 
kowalska stała już na bardzo wysokim poziomie czym świadczą przedmioty z tamtych czasów. Początkowo 
znane było tylko kucie młotem ręcznym. Późniejszym etapem kształtowania za pomocą kucia było 
wprowadzenie kucia matrycowego co pozwoliło na uzyskanie powtarzalnych kształtów elementów takich jak 
wyroby artystyczne, części uzbrojenia, narzędzi i monet. Najstarsze matryce zostały znalezione w Grecji i były 
wykonane z granitu i z bazaltu.

background image

W XIII wieku rozpowszechnił się w Europie młot napędzany kołem wodnym. W XV wieku został zastosowana 
prasa śrubowa do plastycznego kształtowania wyrobów metalowych (medali, pieczęci itp.) W XVII wieku 
wprowadzono młot spadowy, a trochę później pierwszy młot parowy. W tym samym okresie węgiel drzewny 

został zastąpiony węglem kamiennym oraz koksem. 

16.

Piece indukcyjne, oporowe – ogólny opis (bez parametrów)

Urządzenie elektrotermiczne (elektryczne urządzenie grzejne)-urządzenielub zespół urządzeń do 
celowego przetwarzania energii elektromagnetycznej w energię cieplną i wykorzystania jej w celach 
użytecznych.

Urządzenie elektrotermiczne składa się z członów: grzejnego, zasilającego, sygnalizacyjno-
pomiarowego, regulacyjnego i innych (człony studzące, rekuperacji ciepła, dogrzewające 

płomieniowo, wytwarzające próżnię lub sztuczną atmosferę). Procesy grzejne zachodzące w 
urządzeniach elektrotermicznych maja na celu nagrzewanie lub ogrzanie wsadu.

17.

Kucie matrycowe + wady + zalety

Kucie matrycowe polega na kształtowaniu wyrobu w matrycy. Dolna część matrycy spoczywa na nieruchomej 
części młota mechanicznego, zwanej szabotą. Górna część matrycy, umocowana w ruchomej części młota, 

zwanej bijakiem może podnosić się ku górze. Jeżeli w czasie pracy młota zostanie w obszarze wykroju dolnej 
części matrycy umieszczony nagrzany materiał, to uderzenie górnej części matrycy spowoduje wypełnienie 
wykroju matrycy materiałem. Powstaje wówczas prodkut zwany odkuwką.

Zalety kucia matrycowego:

możliwość stosowania mniejszych naddatków technologicznych

większa dokładność wykonania odkuwek

możliwość nadawania kształtu odkuwce, jakich nie można nadać przez kucie swobodne

możliwość łatwego i szybkiego odkuwania przedmiotów o kształtach skomplikowanych

mała pracochłonność

duża wydajność

niskie koszty produkcji

możliwość zatrudnienia mniej wykwalifikowanych pracowników

duża powtarzalność

jednolity czas wykonania odkuwki

Wady kucia matrycowego:

konieczność stosowania maszyn kuźniczych o podwyższonej dokładności prowadzenia matryc

dodatkowe koszty związane z prasami do okrawania wypływki

duży koszt oprzyrządowania

niewielkie wymiaty wykonywanych odkuwek

18.

Wykroje pomocnicze do kucia
W kuciu matrycowym są to wykroje nadające materiałowi wsadowemu kształt wstępny. Produktem kucia w 
wykroju pomocniczym jest przedkówka, która jest w kolejnych etapach kucia na wykrojach pomocniczych 
coraz bardziej zbliżona kształtem do odkówki, czyli produktu końcowego. Wykroje pomocnicze stosuje się, gdy
konieczne jest uzyskanie skomplikowanego kształtu odkówki. Pomagają one w pełni kontrolować płynięcie 
materiału oraz wypływka.

19.

Metody regeneracji matryc

Metoda Mold Doctor spawania na zimno bez zmian strukturalnych matrycy

Galwanizacja (chromowanie techniczne)

Nakładanie termiczne metodą plazmową, łukową i w osłonie gazów ochronnych

Powlekanie CVD i PVD

Napawanie

20.

Co to jest TIXOFORMING?
Tixoforming to metoda formowania metalu łącząca w sobie elementy kucia i odlewania. Metal zostaje 
podgrzany do temperatury pozwalającej na osiągnięcie stanu półciekłego (temp. Pomiędzy likwidusem a 
solidusem). Następnie materiał zostaje poddany formowaniu. Znajduje szerokie zastosowanie w formowaniu 
przedmiotów ze stopów metali lekkich.