WYCISKANIE
WYCISKANIE
WYCISKANIE
Jest procesem, w wyniku którego pod
działaniem nacisku stempla następuje
wypływanie
materiału
z
matrycy.
Zmienia się kształt lub pole przekroju
poprzecznego materiału.
W jednej operacji wyciskania można
uzyskać bardzo duże przyrosty długości
przedmiotu (np.1000% dla wyrobów
aluminiowych wyciskanych na zimno)
WYCISKANIE
Za pomocą wyciskania można otrzymać
przedmioty z metali nieżelaznych, jak
i również przedmioty stalowe.
Proces prowadzi się na zimno lub na
gorąco.
WYCISKANIE
Wyciskanie stosowane jest głownie
do otrzymywania:
prętów okrągłych i kształtowych o dużych
wymiarach,
prętów kształtowych o małych wymiarach
i bardzo małych przekrojach, drutów
cienkich,
rur różnych kształtów i przekrojów.
WYCISKANIE
Podczas
wyciskania
na
gorąco
występują:
mniejsze siły,
materiał wykazuje większą zdolność do
odkształceń
WYCISKANIE
Przedmioty wyciskane na zimno
odznaczają się:
większą dokładnością wymiarową,
lepszą gładkością powierzchni,
mają wysokie własności wytrzymałościowe
(nawet kilkakrotnie większe od właściwości
wytrzymałościowych
materiału
wyjściowego)
WYCISKANIE
Obecnie panuje pogląd, że wyciskanie jest najbardziej
ekonomiczną metodą z procesów obróbki plastycznej,
przeznaczoną szczególnie do:
wstępnej obróbki plastycznej stali o niskiej plastyczności,
których nie można odkształcać drogą kucia czy
walcowania,
wytwarzania prętów i wyrobów z otworami o złożonych
kształtach, których otrzymanie innymi metodami jest
trudne lub niemożliwe,
łączenia różnorodnych metali i otrzymywania wyrobów
wielowarstwowych o określonych grubościach
poszczególnych warstw,
wytwarzania małych partii wyrobów o dużej masie i
prostych kształtach, których wytwarzanie innymi metodami
jest nieekonomiczne.
WYCISKANIE
W zależności od kierunku płynięcia metalu
względem kierunku ruchu tłoczyska rozróżnia
się :
wyciskanie współbieżne, w którym metal płynie w
kierunku zgodnym z ruchem tłoczyska,
wyciskanie przeciwbieżne, w którym metal płynie
przeciwnie do ruchu tłoczyska,
wyciskanie złożone, w którym metal płynie
równocześnie zgodnie i przeciwnie z ruchem tłoczyska.
SPOSOBY WYCISKANIA
Współbieżne
SPOSOBY WYCISKANIA
Przeciwbierzne
Wyciskanie dwukierunkowe
WYCISKANIE
Podstawowe zalety wyciskania na zimno to:
duży stopień wykorzystania materiału (nawet do 100%),
ograniczenie lub wyeliminowanie obróbki wykańczającej,
polepszenie własności mechanicznych z uwagi na korzystny układ włókien oraz
podwyższenie własności wytrzymałościowych i twardości,
możliwość stosowania gatunków gorszych (tańszych) materiałów w miejsce
bardziej wytrzymałych,
możliwość uzyskania na gotowo kształtów trudnych do uzyskania innymi
metodami,
duża dokładność kształtowo - wymiarowa i dobra jakość powierzchni
WYCISKANIE
Procesy wyciskania mają także wady.
Wynikają one głównie z występowania dużych
nacisków jednostkowych podczas kształtowania.
To z kolei wiąże się z problemem zagwarantowania
dużej wytrzymałości stempli i matryc.
Ponadto są jeszcze inne czynniki ograniczające
procesy wyciskania, a mianowicie: zdolność do
odkształceń materiału kształtowanego bez
naruszenia spójności oraz zdolność warstwy
smarnej do odkształceń.
WYCISKANIE
W trakcie wyciskania wyróżnia się następujące stadia:
Spęczanie materiału, podczas którego nacisk stempla
powoduje powstawanie naprężeń mniejszych od granicy
plastyczności wsadu, wywołując sprężyste odkształcenie
materiału. W fazie tej wypełnia się luz między wsadem a
ściankami recypienta, zachodzi również częściowe wpływanie
materiału w otwór matrycy.
Początkowa faza wyciskania , podczas której wyciskany
materiał płynie do otworu matrycy wzdłuż granicy strefy
martwej (sprężystej). Strefa ta powstaje pod wpływem poślizgu
metalu na granicy obszarów. Wielkość tego obszaru zależy od
kąta pochylenia matrycy α oraz jakości smarowania.
WYCISKANIE
W trakcie wyciskania wyróżnia się następujące stadia:
Faza wyciskania równomiernego laminarnego), podczas
której wypływ metalu zapewnia stałe własności na długości
wyciśniętego wyrobu. Jest to główna część procesu.
Faza
wyciskania
turbulentnego,
kończąca
proces
wyciskania. W tylnej części wsadu, przy powierzchni stempla,
na skutek szybkiego wyciskania materiału z warstw
przyosiowych rozpoczyna się proces zawijania warstw
zewnętrznych do wnętrza pręta. Proces ten wprowadza do
środka pręta warstwy zewnętrzne zawierające zanieczyszczenia
i tworzy w środkowej części stempla wgłębienie w kształcie
lejka (wciąg prasowniczy) skupiający wady wsadu. Aby do
wyrobu nie dostał się wciąg prasowniczy, nie doprowadza się
wyciskania do końca, lecz przerywa się proces w chwili
rozpoczęcia turbulentnych ruchów wsadu.
Siły wyciskania
Wartość i przebieg siły wyciskania zależy od:
• własności wyciskanego metalu,
• sposobu wyciskania,
• warunków prowadzenia procesu wyciskania, określonych
przez wartość i prędkość odkształcenia oraz temperaturę,
• kształtu narzędzia, stanu powierzchni narzędzia i
warunków smarowania.
Siły wyciskania
MATRYCA
1
0
0
ln
1
S
S
S
F
pśś
gdzie: η - sprawność procesu wyciskania wynoszący w zależności od warunków
prowadzenia procesu wynoszący η = 0,2 ÷ 0,75,
śrpσ- średnia wartość naprężenia uplastyczniającego materiał przed i po odkształceniu.
Rozkład naprężeń podczas
wyciskania
Wskaźniki odkształcenia
Sprawozdanie
Sprawozdanie winno zawierać:
krótki opis przeprowadzonego ćwiczenia,
szkic tłocznika,
rysunek wykonanego wyrobu,
obliczenie rzeczywistego odkształcenia ε,
obliczenie wymaganej siły wyciskania ze wzoru