Procesy ciągnienia

Nazwy podstawowych procesów

i operacji ciągnienia

 

Ciągnieniem

nazywamy obróbkę

plastyczną przeprowadzaną na zimno lub na
gorąco, w której wyniku zmienia się kształt lub
pole przekroju poprzecznego materiału
wyjściowego (w postaci drutu, pręta lub rury)
pod wpływem przeciągania go przez otwór
narzędzia lub między nie napędzanymi
walcami, wskutek czego długość materiału
zazwyczaj wzrasta.

Procesem ciągnienia

nazywamy

zespół wszystkich podstawowych operacji i
zabiegów ciągnienia wykonywanych na jednym
wyrobie, na jednej lub wielu maszynach i za
pomocą różnych narzędzi.

Operacja ciągnienia

jest to zespół

wszystkich zabiegów ciągnienia wykonywanych na
jednej maszynie i z użyciem jednego zestawu
narzędzi lub jednego narzędzia bez jego zmiany.
Podstawowa czynność w procesie ciągnienia
nazywa się zabiegiem ciągnienia lub krócej

ciągiem

.

Podczas jednego ciągu zachodzi tylko częściowe
odkształcenie ciągnionego materiału za pomocą
jednego narzędzia. Narzędzie, za pomocą którego
zmniejsza się przekrój ciągnionego materiału,
uzyskuje wymagany kształt, wymiar lub żądaną

jakość powierzchni, nazywamy

ciągadłem

.

W celu przeprowadzenia materiału przez otwór
roboczy cią gadła należy ścienić jego koniec, tj.
zaostrzyć materiał, przewlec przez otwór, chwycić
za ścieniony koniec i przeciągnąć. Ciągnienie
stosuje się najczęściej w celu zmniejszenia
przekroju półwyrobów w postaci drutów, prętów
lub rur o profilu podobnym do profilów wyrobu
gotowego. Występuje przy tym trój osiowy stan
naprężeń: naprężenia rozciągające 

1

w kierunku

osiowym oraz naprężenia ściskające 

2

i 

3

w

kierunku promieniowym, co pokazano na rys. 1.

Proces ciągnienia może być również wykorzystany
w celu wzdłużnego ścinania materiału (rys. 2). W
tym celu taśmę wprowadza się w szczelinę między
dwie części narzędzia roboczego i przeciąga. W
miejscu, gdzie taśma ma być cięta, powierzchnia
szczeliny roboczej ma ukośny występ z ostrą
krawędzią, w jednej części narzędzia, który
dokładnie pasuje do odpowiedniego wrębu w
drugiej części narzędzia. Przeciągana taśma,
napotykając ostre krawędzie występu, ulega
wzdłużnemu rozcięciu, jak nożycami.

Ciągnienie może również służyć do wzdłużnego
zginania materiału (rys. 3). W tym wypadku
materiał w postaci taśmy o odpowiedniej
szerokości wprowadza się do ciągadła, które ma
specjalny profil otworu roboczego. Wskutek
przeciągania taśmy przez ciągadło zwijają się jej
brzegi tworząc rurę z minimalną szczeliną.
Podczas tego procesu na gorąco, w wysokiej
temperaturze białego żaru, można uzyskać
warunki, w których oba końce zwijanej taśmy
zetkną się i nastąpi ich zgrzanie. Jest to metoda
produkcji rur zgrzewanych ze szwem.

Za pomocą ciągnienia można także powiększyć
prześwit rur, stosując ciągadło o kształcie
trzpienia z rozszerzeniem na końcu (rys. 4). W
takim procesie ciągnienia występują przede
wszystkim naprężenia rozciągające w przekroju
poprzecznym do osi rury.

Metody ciągnienia rur: a) ciągnienie swobodne; b) ciągnienie
na korku cylindrycznym; c) ciągnienie na korku swobodnym;
d) ciągnienie na długim trzpieniu

Narzędzia ciągarskie

Ciągadła sklasyfikować można stosując
następujące kryteria:

• profil (kształt tworzącej) strefy zgniatającej:
stożkowe, łukowe

• kształt otworu kalibrującego: kołowe (o
okrągłym otworze), kształtowe (o nieokrągłym
otworze);

• budowa elementów składowych: monolityczne,
składane

(segmentowe), rolkowe;

• sposób pracy elementów ciągadła: stałe,
ruchome, obrotowe

(walcowe, kulkowe);

• warunki smarowania: konwencjonalne,
ciśnieniowe;

• materiał ciągadła: stalowe, węglikowe,
diamentowe,

kompozytowe;

• przeznaczenie ciągadła: do drutów, do prętów,
do rur.

Profil ciągadeł: a) ciągadła stożkowego: I – stożek smarujący, II –

stożek roboczy (zgniatający), III – część kalibrująca, IV – stożek

wyjściowy; b) ciągadła łukowego

Ciągadło składane

Ciągadło obrotowe: 1 – ciągadło, 2 – przekładnia zębata, 3 –

skrzynka smarowa, 4 – silnik elektryczny

Ustawienie walców w ciągadłach rolkowych (walcowych): 1 –

ciągniony wyrób, 2 – nienapędzane walce

Budowa ciągadła stożkowego

• Stożek smarujący

• Stożek roboczy (zgniatający)

• Część kalibrująca (otwór kalibrujący)

• Stożek wyjściowy

Budowa typowego ciągadła
monolitycznego: 1 - oczko z
węglika spiekanego, 2 -
oprawa stalowa; I - stożek
smarujący (wejściowy), II -
stożek roboczy (zgniatający),
III - część kalibrująca, IV -
stożek wyjściowy

Przybliżone wartości kąta ciągnienia α dla różnych metali i stopów

Materiały do wyrobu ciągadeł

Materiały stosowane do wyrobu ciągadeł to:

• stale narzędziowe,

• węgliki spiekane,

• diament techniczny,

• materiały kompozytowe.

Własności diamentu polikrystalicznego, diamentu

naturalnego (monokryształ)

oraz węglika wolframu

Wyciskanie

Istota procesu wyciskania

Wyciskaniem nazywamy operację kucia
matrycowego, która polega na tym, że metal
zamknięty w pojemniku pod wpływem
nacisku narzędzia wyciskany jest przez otwór
matrycy i otrzymuje kształt przekroju
poprzecznego

wyrobu

odpowiadający

kształtowi matrycy. Wyciskaniem nazywa się
również prasowanie wypływowe.

Wyroby wytwarzane przez

wyciskanie

Kształt odkuwek wyciskanych

Przykłady profili wykonanych przez wyciskanie

Klasyfikacja sposobów

wyciskania

W zależności od kierunku płynięcia metalu rozróżnia się
następujące metody wyciskania:

• współbieżne,

• przeciwbieżne,

• boczne,

• mieszane

Klasyfikacja sposobów

wyciskania

Schematy wyciskania: wyciskanie
hydrostatyczne; wyciskanie z tarciem
aktywnym. Oznaczenia:
1 - stempel, 2 - pojemnik, 3 - matryca, 4 -
metal,
5 - ciecz, 6 – uszczelka

Wyciskanie - siły

Przebieg siły wyciskania w poszczególnych etapach
procesu:

•etap I: wyciskanie wstępne, spęczanie wsadu i
wypełnianie luzu między nim a ściankami pojemnika,

•etap II: wyciskanie laminarne metalu,

•etap III: wyciskanie turbulentne metalu.

Wykres siły nacisku F
w

funkcji

drogi

stempla

przy

wyciskaniu:

1

-

spółwspółbieżnym,
2 -przeciwbieżnym, w
różnych

etapach

procesu:

I

–

wyciskanie wstępne; II
-

wyciskanie

laminarne,
III

-

wyciskanie

turbulentne

Wyciskanie rur

Wyciskanie współbieżne: a - pręta, b - rury. Oznaczenia: 1 -

wlewek,

2 - pojemnik, 3 - oprawa matrycy, 4 - matryca, 5 - pręt (rura),

6 - tłok,

7 - przetłoczka, 8 – przebijak

Wyciskanie rur

Wyciskanie przeciwbieżne: a - pręta, b - rury.

Oznaczenia: 1 - wlewek, 2 - pojemnik, 3 - tłok, 4 -

matryca, 5 - pręt (rura), 6 - przebijak