Operator_maszyn_i_urządzen_do_obrobki_plastycznej

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

2. Wymagania wstępne

3. Cele kształcenia

4. Materiał nauczania

4.1. Cięcie

4.1.1. Materiał nauczania

4.1.2. Pytania sprawdzające

4.1.3. Ćwiczenia

4.1.4. Sprawdzian postępów

4.2. Kształtowanie plastyczne

4.2.1. Materiał nauczania

4.2.2. Pytania sprawdzające

4.2.3. Ćwiczenia

4.2.4. Sprawdzian postępów

4.3. Plastyczne kształtowanie metali wielkimi mocami

4.3.1. Materiał nauczania

4.3.2. Pytania sprawdzające

4.3.3. Ćwiczenia

4.3.4. Sprawdzian postępów

5. Sprawdzian osiągnięć

6. Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w nabywaniu umiejętności z zakresu wykonywania

wyrobów w procesie tłoczenia.

W poradniku zamieszczono:

−−−−

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

−−−−

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

−−−−

materiał nauczania – podstawowe wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania
treści jednostki modułowej,

−−−−

zestaw pytań przydatny do sprawdzenia, czy juŜ opanowałeś treści zawarte
w rozdziałach,

−−−−

wiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować

umiejętności praktyczne,

−−−−

sprawdzian postępów,

−−−−

sprawdzian osiągnięć – przykładowy zestaw zadań testowych,

−−−−

literaturę uzupełniającą.
Z podrozdziałem Pytania sprawdzające moŜesz zapoznać się:

−−−−

przed przystąpieniem do rozdziału materiał nauczania, a po przyswojeniu wskazanych
treści, odpowiadając na te pytania sprawdzisz stan swojej gotowości do wykonywania
ć

wiczeń,

−−−−

po opanowaniu rozdziału materiał nauczania, by sprawdzić stan swojej wiedzy, która
będzie Ci potrzebna do wykonywania ćwiczeń.
Kolejny etap to wykonywanie ćwiczeń, których celem jest utrwalenie wiadomości

i ukształtowane umiejętności z zakresu wykonywania wyrobów w procesie tłoczenia.

Po wykonaniu zaplanowanych ćwiczeń, sprawdź poziom swoich postępów wykonując

Sprawdzian postępów.

Odpowiedzi Nie wskazują luki w Twojej wiedzy, informują Cię równieŜ, jakich

zagadnień jeszcze dobrze nie poznałeś. Oznacza to takŜe powrót do treści, które
nie są dostatecznie opanowane.

Poznanie przez Ciebie wszystkich wiadomości będzie stanowiło dla nauczyciela

podstawę

przeprowadzenia

sprawdzianu

poziomu

przyswojonych

wiadomości

i ukształtowanych umiejętności. W tym celu nauczyciel moŜe posłuŜyć się zadaniami
testowymi.

W poradniku jest zamieszczony sprawdzian osiągnięć, który zawiera przykład takiego

testu oraz instrukcję, w której omówiono tok postępowania podczas przeprowadzania
sprawdzianu i przykładową kartę odpowiedzi, w której, w przeznaczonych miejscach zakreśl
właściwe odpowiedzi spośród zaproponowanych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Schemat układu jednostek modułowych

812[01].Z2

Technologia wytwarzania wyrobów

metodami obróbki plastycznej

812[01].Z2.02

Wykonywanie operacji obróbki

cieplnej i cieplno-chemicznej

812[01].Z2.01

Posługiwanie się podstawowymi

pojęciami z zakresu obróbki

plastycznej

812[01].Z2.03

Przygotowanie i nagrzewanie

wsadu do obróbki plastycznej

812[01].Z3.04

Wykonywanie wyrobów

w procesie walcowania

i ciągnienia

812[01].Z3.05

Wykonywanie wyrobów

w procesie kucia

812[01].Z3.06

Wykonywanie wyrobów

procesie tłoczenia

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

przestrzegać zasad bezpiecznej pracy, przewidywać zagroŜenia i zapobiegać im,

−

posługiwać się dokumentacją konstrukcyjną i technologiczną oraz normami
technicznymi,

−

rozróŜniać materiały niemetalowe wykorzystywane w procesach technologicznych
obróbki plastycznej,

−

rozróŜniać gatunki, właściwości i zastosowanie stopów Fe-C oraz charakteryzować
sposoby ich otrzymywania,

−

rozróŜniać gatunki, właściwości i zastosowanie metali nieŜelaznych i ich stopów,

−

wyjaśniać pojęcia: prędkość obwodowa, prędkość obrotowa, praca mechaniczna, moc,
energia i sprawność,

−

rozróŜniać typowe rodzaje obciąŜeń i napręŜeń występujące w elementach maszyn,

−

rozróŜniać rodzaje połączeń, osie, wały, łoŜyska, sprzęgła, hamulce i mechanizmy oraz
określać ich zastosowanie w budowie maszyn,

−

dobierać maszyny i urządzenia przemysłowe do określonych zadań,

−

rozróŜniać procesy eksploatacyjne maszyn i urządzeń: uŜytkowanie, obsługiwanie,
zasilanie,

−

dobierać materiały eksploatacyjne,

−

wykonywać podstawowe czynności konserwacyjne,

−

wykonywać drobne naprawy, wymianę części, regulację zespołów i całego urządzenia
oraz przeprowadzać próby po naprawie,

−

posługiwać się podstawowymi pojęciami z zakresu obróbki plastycznej,

−

wykonywać operacje obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej,

−

charakteryzować przebieg procesu nagrzewania metali do obróbki plastycznej,

−

określać wpływ temperatury i czasu nagrzewania na plastyczność stali, metali
nieŜelaznych i ich stopów,

−

korzystać z róŜnych źródeł informacji,

−

uŜytkować komputer,

−

współpracować w grupie,

−

organizować stanowisko pracy zgodnie z wymogami ergonomii.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

rozróŜnić podstawowe operacje i zabiegi tłoczenia,

−

rozróŜnić materiały do tłoczenia i określić ich przygotowanie,

−

rozróŜnić typowe konstrukcje wykrojników i tłoczników oraz ich elementy,

−

rozróŜnić prasy stosowane do tłoczenia,

−

zorganizować stanowisko do wykonania operacji tłoczenia,

−

wykonać wybrane zabiegi cięcia i kształtowania,

−

wykonać element z wykorzystaniem wykrojnika i tłocznika,

−

ocenić jakość wykonanej pracy,

−

rozróŜnić wady występujące w procesie tłoczenia i określić przyczyny ich powstawania,

−

zastosować zasady eksploatacji pras,

−

zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpoŜarowej
i ochrony środowiska na stanowisku pracy,

−

skorzystać z dokumentacji technologicznej, norm, poradników.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Cięcie

4.1.1. Materiał nauczania

Tłoczenie jest to proces technologiczny obróbki plastycznej na zimno lub na gorąco,

obejmujący operacje cięcia i kształtowania blach oraz folii lub płyt niemetalowych, albo
przedmiotów o małej grubości w stosunku do innych wymiarów.

Współczesny rozwój tłocznictwa wiąŜe się z zastosowaniem pras i innych maszyn do

kształtowania wyrobów z blach. Metody tłoczenia na zimno mają dziś podstawowe znaczenie
w  wielu  gałęziach  techniki,  jak  np. w przemyśle samochodowym, lotniczym, zbrojeniowym,
elektrotechnicznym,  okuć,  opakowań  z  blachy,  itp.  Metody  tłoczenia  rozpowszechniły  się
dzięki swoim zaletom, które zapewniają:
1)  moŜność  uzyskania  przedmiotów  o  złoŜonych  kształtach  jedynie  za pomocą wywierania

nacisków pod prasami przez walce albo teŜ falą cieczy albo gazów, spowodowaną przez
wybuch lub wyładowanie,

2) dokładność zapewniającą zamienność części tłoczonych, bez dodatkowej obróbki

wiórowej,

3)  uzyskanie produkcji seryjnej o duŜej wydajności,
4)  pełną automatyzację procesu technologicznego,
5)  oszczędność materiału,
6)  prostotę  obsługi  pras  do  tłoczenia  i  tym  samym  moŜność  zatrudnienia  personelu  bez

specjalnych kwalifikacji,

7) niski koszt produkcji.

Procesy tłoczenia, zaleŜnie od zachowania warunku spójności, moŜna podzielić na dwie

podstawowe grupy:
1) procesy cięcia, w których następuje celowe naruszenie spójności materiału określane

często mianem wykrojnictwa; cięcie obejmuje wszystkie operacje tłoczenia z umyślnym
naruszeniem spójności metalu,

2) procesy kształtowania plastycznego, w których spełniony jest warunek plastyczności

i zachowany warunek spójności. RozróŜniamy następujące rodzaje tych procesów:

−

gięcie, tj. kształtowanie blachy lub taśmy bez zmiany jej grubości; do tych procesów
naleŜy równieŜ gięcie rur, kształtowników, prętów, itp.,

−

wytłaczanie powłok, nazywane teŜ ciągnieniem, polegające na przetłaczaniu wsadu
przez otwór matrycy dla uzyskania przedmiotu w kształcie naczynia,

−

kształtowanie; obejmuje grupę operacji, w których przez miejscowe odkształcenia
plastyczne uzyskuje się częściową zmianę kształtów wytłaczanego przedmiotu,

−

wyoblanie, polegające na formowaniu odcinków blachy w naczynia o przekrojach
kołowych; wyoblanie jest realizowane przez dociskanie blachy do wirującego
wzornika obrotowego.

RozróŜniamy następujące operacje cięcia (wykrawania):

1. Wycinanie (rys. 1b), polegające na całkowitym odcięciu jednej części metalu od drugiej

wzdłuŜ linii zamkniętej. Wycinanie moŜe być prowadzone noŜycami lub pod prasą za
pomocą narzędzi zwanych wykrojnikami. Celem tej operacji jest uzyskanie części
wyciętej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. Dziurkowanie, czyli wycinanie otworów (rys. 1a), podobnie jak operacja wycinania,

polega na całkowitym oddzieleniu części materiału od siebie wzdłuŜ linii zamkniętej, z tą
róŜnicą, Ŝe materiał części wyciętej stanowi odpad.

3. Odcinanie jest równieŜ całkowitym oddzieleniem jednej części materiału od drugiej, lecz

wzdłuŜ linii nie zamkniętej. Zwykle pod mianem odcinania rozumie się odcięcie od
siebie dwóch części uŜytecznych. Oddzielenie odpadków wzdłuŜ linii nie zamkniętej
nazywamy przycinaniem.

4. Okrawanie, mające za zadanie oddzielenie zbędnego materiału od części juŜ

ukształtowanej plastycznie. Operację tę w warunkach produkcji masowej przeprowadza
się za pomocą wykrojników (rys. 2), a w przypadku duŜych części tłoczonych
w niewielkiej liczbie sztuk

−

za pomocą noŜyc krąŜkowych.

Rys. 1. RóŜnica między dziurkowaniem a wycinaniem: a) dziurkowanie,

b) wycinanie [2, s. 531]

Rys. 2. Okrawanie [2, s. 531]

5. Nadcinanie (rys. 3), polegające na częściowym odłączeniu materiału. Do nadcinania

uŜywa się tłoczników lub noŜyc.

6. Wygładzanie (rys. 4), stosowane do uzyskania gładkich powierzchni bocznych

i dokładnych wymiarów przedmiotu wyciętego z małym naddatkiem. W operacji tej
przycina się skośne powierzchnie przedmiotu za pomocą specjalnych wykrojników.

Rys. 3. Przedmioty nadcięte [2, s. 531]

Rys. 4. Wygładzanie:

cinanie

naddatku,

b) po ścięciu [2, s. 531]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Tabela 1. Cięcie blach noŜycami [2, s. 532]

Nazwa noŜycy

Schemat noŜycy

Czynności

Skokowe

Wycinanie zarysów krzywoliniowych
o małych promieniach krzywizn

Gilotynowe

Cięcie arkuszy

na odcinki

KrąŜkowe o osiach
równoległych

Cięcie proste i wycinanie krąŜków
z wyjściem od brzegu

1 – noŜe

2 – blacha

3 – okrawki

KrąŜkowe o

siach

pochylonych

Wycinanie krąŜków, pierścieni i innych
półwyrobów krzywoliniowych

KrąŜkowe z pochylonym
dolnym noŜem

Cięcie pasów krąŜków i

pierścieni

WielokrąŜkowe

Docięcia blach lub taśm na wąskie

pasy

Cięcie lub wykrawanie moŜe być (wykonywane: a) noŜycami, b) wykrojnikami,

c) w szczególnych przypadkach moŜe być stosowane cięcie gumą.

Proces cięcia składa się z trzech faz występujących kolejno ze wzrostem siły tnącej.

W pierwszej  fazie  występują  odkształcenia  spręŜyste.  Następnie  metal  płynie  plastycznie
w otoczeniu  powierzchni  ścinania.  W  ostatniej  fazie  następuje  pękanie  metalu.  Cięcie
noŜycami  stosuje  się  do  duŜych  przedmiotów  i  do  niewielkich  serii  albo  do  wyrobów
jednostkowych. Schematy cięcia noŜycami przedstawiono w tabeli 1.

Cięcie wykrojnikami ma podobny charakter jak i cięcie noŜycami z tym, Ŝe krawędzie

tnące są utworzone przez tłocznik i matryce. Przy wykrawaniu wzdłuŜ linii zamkniętych dąŜy
się  do  tego,  aby  przebieg  operacji  był  „miękki”,  tzn.  przebiegał  stopniowo  podobnie  jak
i  w  noŜycach.  W  tym  celu  krawędzie  na  współpracujących  narzędziach  powinny  mieć
połoŜenie  skośne.  Zukosowanie  powierzchni  narzędzi  tnących  nie  powinno  być
jednokierunkowe,  gdyŜ  w  tym  przypadku  otrzymuje  się  wykroje  wygięte,  które  po
wyprostowaniu będą nieco dłuŜsze od wymiaru matrycy, a ich boczne powierzchnie nie będą
prostopadłe do powierzchni blachy.

Na rysunku 5 pokazano sposoby zukosowania krawędzi narzędzi do wycinania

i dziurkowania.  Cięcie  według  schematu  pokazanego  na  rys.  5a  ma  charakter  uderzenia.
Zukosowanie krawędzi matrycy zapewnia miękkie wycinanie, co jest korzystne dla trwałości
narzędzi  i  prasy  (rys.  5b  i  c).  Wycięty  wyrób  jest  prosty.  Zukosowanie  powierzchni  stempla
ma  te  same  zalety  dla  pracy  maszyny  co  i  zukosowanie  matrycy,  lecz  ze  względu  i  na
zaginanie części wyciętej nadaje się do dziurkowania (rys. 5d i e). Jednostronne zukosowanie
stempla stosuje się przy nadcinaniu z zaginaniem (rys. 5f).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 5. Sposoby

zukosowania

powierzchni

stempli

oraz

matryc

następujących

operacjach

a, b, c) wycinanie, d, e) dziurkowanie, f) cięcie lub nadcinanie z zaginaniem [2, s. 533]

Aby uzyskać dobre wyniki cięcia noŜycami lub wykrawania za pomocą wykrojników,

krawędzie tnące nie powinny być stępione, a prześwity (luzy) pomiędzy powierzchniami
współpracujących narzędzi

−

niewielkie, utrzymane w określonych granicach.

Im większy jest prześwit pomiędzy tłocznikiem a matrycą, tym silniejsze jest zaginanie

brzegów  ciętej  blachy.  DuŜy  prześwit  sprzyja  powstawaniu  gratu  (zadziorów)  na  ciętych
krawędziach.  Zbyt  małe  prześwity  są  równieŜ  niekorzystne,  gdyŜ  powodują  „zaklinowanie”
się  metalu  pomiędzy  powierzchniami  tłocznika  i  matrycy.  Wskutek  tego  otrzymuje  się
nieczyste  powierzchnie  ścięć  oraz  wzrasta  siła  potrzebna  do  wykonania  operacji.  Wielkość
prześwitu zaleŜy od gatunku metalu i od grubości blachy lub taśmy.

Wykrawanie gumą moŜe być stosowane jedynie do blach cienkich, aluminiowych

o grubości do 1,2 mm oraz z miękkiej stali o grubości do 1,0 mm.

Metoda ta ma zastosowanie do wyrobu niewielkich serii przedmiotów. Schemat

przebiegu cięcia przedstawiono na rysunku 6. Na podstawie ustawiony jest wzornik, którego
krawędzie, odpowiadają kształtom wykrawanego przedmiotu.

Rys. 6. Wycinanie gumą: a) przygotowanie, b) faza pośrednia, c) nacisk gumy i opory tarcia obrzeŜa

o podstawę powodują jego odcięcie (oderwanie) [2, s. 534]

Na wzorniku połoŜona jest blacha do wykrawania. Nacisk z suwaka prasy na wykrawany

materiał przenosi się poprzez warstwę gumy kilkakrotnie (4 do 5 razy) grubszą od wysokości
wzornika. Nacisk gumy powoduje najpierw dociśnięcie obrzeŜa materiału do podstawy,
a następnie odcięcie (oderwanie) obrzeŜa wzdłuŜ krawędzi wzornika.

Wytrzymałość na ścinanie R

metali najczęściej uŜywanych do obróbki plastycznej

podano w tabeli 2 (dane orientacyjne).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Tabela 2. Wytrzymałość niektórych metali na ścinanie [2, s. 514]

Wytrzymałość na ścinanie R

w MPa

materiał wyŜarzony

materiał utwardzony zgniotem

Aluminium
Stopy Al

−

Miedź
Mosiądz
Brąz cynowy
Stal 0,l% C
Stal 0,3% C
Stal 0,6% C
Stal 0,8l% C
Stal nierdzewna

70–90

220

180–220
220–300
220–400

250
360
560
720

520–560

130–160

380

250–350
350–400
400–600

320
480
720
900
560

Znajomość siły ścinającej stanowi podstawę do obliczania mocy napędu prasy. W tym

celu naleŜy uprzednio określić pracę cięcia z zaleŜności:

⋅

[J]

gdzie:

−

praca w J,

−

siła w N,

−

droga w m (grubość blachy).

Wyprowadzona wyŜej zaleŜność określa maksymalną wartość siły F. W konkretnych

przypadkach do obliczeń naleŜy przyjmować jej wartość średnią określoną w zaleŜności od
grubości blachy i własności materiału. Średnią siłę tnącą oblicza się mnoŜąc jej maksymalną
wartość przez współczynnik k:

⋅

Wartość współczynnika k przyjmuje się dla blach o grubości:

s < 0,002 m

−

0,75 (blachy twarde) i 0,55 (blachy miękkie),

s = 0,002–0,004 m

−

0,55 (blachy twarde) i 0,45 (blachy miękkie),

s > 0,004 m

−

0,45 (blachy twarde) i 0,30 (blachy miękkie).

Znając pracę cięcia moŜna wyznaczyć. moc silnika prasy:

⋅

[W]

gdzie:

−

czas cięcia w s,

−

sprawność prasy silnika wynosząca 0,6–0,7.

Do cięcia blach powszechnie stosowane są noŜyce dźwigniowe i/lub gilotynowe o noŜach

prostych  lub  skośnych.  NoŜyce  o  noŜach  skośnych  wymagają  do  cięcia  materiału  mniejszej
siły  niŜ  noŜyce  o  noŜach  prostych.  Jak  wiadomo,  im  większy  jest  kąt  rozwarcia  noŜyc,  tym
mniejszej  siły  potrzeba  uŜyć,  aby  ściąć  materiał.  JednakŜe  zbyt  duŜe  kąty  powodują
wymykanie się materiału spod noŜyc podczas cięcia. Aby temu zapobiec, kąt rozwarcia noŜyc
musi być mniejszy od kąta tarcia.

Do cięcia blach uŜywa się niekiedy noŜyc krąŜkowych (rys. 7). Pod wpływem siły tarcia

materiał zostaje wciągnięty między obracające się krąŜki noŜyc, które powodują jego cięcie.
Praca noŜyc jest więc zaleŜna od tego, czy kąt chwytu rolek jest mniejszy od kąta tarcia, czy
większy. W pierwszym przypadku materiał ulegnie rozcięciu, a w przypadku drugim rolki
będą ślizgać się po materiale.

NoŜyce krąŜkowe o osiach równoległych (rys. 7a) umoŜliwiają cięcie blach głównie po

liniach prostych. Cięcie po łukach powinno się odbywać na noŜycach krąŜkowych o osiach
skośnych (rys. 7b).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Cięcie na prasach. Do cięcia na prasach (wycinania) uŜywa się najczęściej przyrządów

(tłoczników) zwanych wykrojnikami. Najprostszy wykrojnik (rys. 8) składa się z płyty tnącej
(1)  i  stempla  (2).  Podczas  wycinania  materiał  spoczywa  na  płycie  tnącej,  a  stempel  wgniata
go  do  wnętrza  otworu.  Pod  działaniem  stempla  materiał  w  miejscu  styku  z  krawędzią  płyty
tnącej  ulega  przesunięciu.  W  tych  teŜ  miejscach  powstają  napręŜenia  przekraczające
wytrzymałość  materiału  na  ścinanie,  co  w  konsekwencji  prowadzi  do  wycięcia  wykroju
o zarysie odpowiadającym kształtowi otworu w płycie tnącej.

Wycinanie przeprowadza się najczęściej między płaską płytą a płaskim stemplem. W tym

przypadku  utrata  spójności  materiału  następuje  równocześnie  wzdłuŜ  całego  obwodu
wykroju.  Siła  potrzebna  do  równoczesnego  wycięcia  będzie  zatem  równa  iloczynowi
powierzchni  ścinanego  przekroju  i  wytrzymałości  materiału  na  ścinanie.  Niekiedy  siła
potrzebna do wycięcia w ten sposób wykroju ma tak duŜą wartość, Ŝe na posiadanych prasach
nie  moŜna  jej  uzyskać.  Powstaje  wówczas  konieczność  zaprojektowania  wykrojnika
wymagającego  mniejszej  siły  ścinającej.  W  tym  celu  moŜna  zastosować  albo  ukosowanie
stempla  (rys.  9a),  albo  ukosowanie  płyty  tnącej  (rys.  9b).  Ukosowanie  powoduje  wyginanie
wycinanego  materiału,  dlatego  przy  wycinaniu  otworów  ukosuje  się  stemple  (odpad  ulegnie
zgięciu), a przy wycinaniu przedmiotów o kształcie stempla ukosuje się płyty tnące.

Rys. 7. NoŜyce krąŜkowe w wykrojniku [8, s. 104]

Rys. 8. Przebieg cięcia [8, s. 104]

Rys. 9. Sposoby zmniejszania siły ścinającej [8, s. 105]

RozróŜnia się wykrojniki bez prowadzenia i wykrojniki z prowadzeniem stempla. Na

rysunku 10a przedstawiono wykrojnik bez prowadzenia. Stempel wykrojnika (1) umocowany
w suwaku prasy jest wraz z nim prowadzony w prowadnicach maszyny. Druga część
wykrojnika, utrzymująca płytę tnącą (2), jest umocowana na stole prasy w osi stempla.

Dokładność wycinania tą metodą nie jest wielka, gdyŜ elementy prowadzące stempel są

zbytnio oddalone od płyty tnącej. Z tego powodu wycinanie bez prowadzenia stosuje się do
wykrojów, które nie wymagają duŜej dokładności.

Do wycinania wykrojów Ŝ większą dokładnością stosuje się wykrojniki z prowadzeniem.

Na rysunku 10b przedstawiono wykrojnik, którego stempel (1) jest prowadzony w płycie
prowadzącej (3) umieszczonej w niewielkiej odległości od płyty tnącej (2).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 10. Wykrojnik [8, s. 105]

Rysunek 11 przedstawia inny sposób prowadzenia stempla. Zastosowano tu prowadnice

słupowe (1 i 2) i oraz płytę głowicową, do której jest umocowany stempel (4), ustawiony
współosiowo z otworem w płycie tnącej (3).

Rys. 11. Wykrojnik z prowadzeniem słupowym [8, s. 106]

Rys. 12. Wykrojnik z poduszka gumową [8, s. 106]

Metoda wykrawania gumą ma zastosowanie wówczas, gdy przewiduje się wykonanie

jedynie niewielkiej liczby wykrojów o stosunkowo prostych kształtach.

4.1.2. Pytania sprawdzające

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

1.  Co to jest tłoczenie?
2.  Jakie zalety posiada tłoczenie?
3.  Na jakie podstawowe grupy moŜna podzielić proces tłoczenia?
4.  Jakie są podstawowe operacje cięcia?
5.  Jaka jest róŜnica pomiędzy dziurkowaniem i wycinaniem?
6.  Jaka jest róŜnica pomiędzy odcinaniem i przecinaniem?
7.  Co to jest okrawanie?
8.  Co to jest nadcinanie?
9.  W jakim celu stosujemy wygładzanie?
10.  Jakie są rodzaje wykrojników?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj operację okrawania materiału na podstawie otrzymanej dokumentacji.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zorganizować stanowisko pracy,
2)  odczytać dane zawarte w otrzymanej dokumentacji,
3)  wykonać okrawanie materiału z zachowaniem zasad bhp,
4)  ocenić jakość wykonanej pracy,
5)  zaprezentować wyniki ćwiczenia.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

noŜyce krąŜkowe,

−

materiał do okrawania,

−

dokumentacja technologiczna,

−

literatura zgodna z punktem 6 Poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Wykonaj operację wycinania otworu w materiale na podstawie otrzymanej dokumentacji.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zorganizować stanowisko pracy,
2)  odczytać dane zawarte w otrzymanej dokumentacji,
3)  wykonać wycinanie otworu z zachowaniem zasad bhp,
4)  zaprezentować wyniki ćwiczenia.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

noŜyce,

−

materiał do wycinania otworu,

−

dokumentacja technologiczna,

−

literatura zgodna z punktem 6 Poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 3

Wykonaj operację cięcia arkuszy blachy, na odcinki, na podstawie otrzymanej

dokumentacji.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zorganizować stanowisko pracy,
2)  odczytać dane zawarte w otrzymanej dokumentacji,
3)  wykonać cięcie blachy na odcinki z zachowaniem zasad bhp,
4)  zaprezentować wyniki ćwiczenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

noŜyce gilotynowe,

−

materiał do cięcia (blacha),

−

dokumentacja technologiczna,

−

literatura zgodnie z punktem 6 Poradnika dla ucznia.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) podzielić proces tłoczenia na podstawowe grupy?

2) rozróŜnić podstawowe operacje cięcia?

3) rozróŜnić rodzaje noŜyc?

4) wyjaśnić, na czym polega zaklinowanie materiału pomiędzy

powierzchniami tłocznika i matrycy?

5) scharakteryzować wykrawanie gumą?

6) dobrać wykrojnik do określonej operacji technologicznej?

7) wykonać operację cięcia?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Kształtowanie plastyczne

4.2.1. Materiał nauczania

Gięcie

W procesie gięcia obrabiany przedmiot zostaje obciąŜony momentami zginającymi.

W wyniku otrzymuje się zmianę krzywizny osi przedmiotu w płaszczyźnie zginania (rys. 13).
JeŜeli pod działaniem momentu prosta oś przedmiotu wyjściowego (wsadu) zostaje
zakrzywiona, nazywa się to gięciem, jeŜeli zaś zakrzywiona oś zostaje wyprostowana,
mówimy o prostowaniu.

Rys. 13. Schemat działania momentu na gięte pasma [2, s. 535]

W istocie (jeŜeli pominąć prostowanie przez rozciąganie) jest to jeden i ten sam proces.

Wsadem do procesów gięcia mogą być taśmy i blachy albo teŜ rury, pręty i kształtowniki.
Z blach i taśm wyrabia się kształtowniki gięte, walczaki i rury (rys. 14). Z rur wyrabia się
węŜownice, z prętów spręŜyny spiralne oraz ze wszystkich wymienionych pasm produkuje się
róŜnego typu części zakrzywione.

Rys. 14. Przykłady przedmiotów wykonanych z blach metodą gięcia [2, s. 535]

Rys. 15. Sposoby gięcia na prasach: a) wyginanie, b) zaginanie, c) zawijanie [2, s. 535]

Wszystkie procesy gięcia moŜna podzielić na dwie grupy w zaleŜności od rodzaju

maszyn, na jakich są realizowane; rozróŜnia się gięcie na prasach i gięcie za pomocą walców.

Gięcie na prasach (rys. 15). Ten sposób gięcia obejmuje następujące operacje: wyginanie

(rys. 15a), zaginanie (rys. 15b) oraz zawijanie (rys. 15c). Typowym przypadkiem gięcia na
prasach jest np. formowanie rur.

Często stosowanym prostym przypadkiem wyginania jest wykonanie kątowników.

Wyginanie takie moŜe być prowadzone przy uŜyciu bardzo prostych pras, tzw. krawędziarek
jak równieŜ na prasach mimośrodowych i korbowych. Schematy tego typu procesów
wyginania profilów prostych pokazano na rysunkach 16 i 17.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 19. Wyginak z prowadnicami słupowymi: 1

−

kadłub z prowadnicami, 2

−

stempel gnący, 3

−

matryca,

−

kołki ustawcze [2, s. 537]

Rys. 20. Przyrząd do zaginania obrzeŜy dwóch przedmiotów jednocześnie: a) połoŜenie początkowe,

b) połoŜenie końcowe [2, s. 538]

Rys. 21. Zaginanie brzegów kadłuba wykonanego z blachy: a) połoŜenie początkowe (umieszczenie przedmiotu

w przyrządzie), b) połoŜenie końcowe (przedmiot gotowy) [2, s. 538]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 22. Wywijanie [2, s. 538]

Rys. 23. Zagięcie wstępne do wywijania blach

cienkich [2, s. 538]

Rys. 24. Zawijanie obrzeŜy za pomocą zawijaka dociskanego klinem: 1

−

tłocznik, 2

−

klin, 3

−

spręŜyna

cofająca klin, 4

−

dociskacz [2, s. 538]

Do uzyskania wielu róŜnych przedmiotów wyginanych trzeba stosować specjalne

narzędzia, tzw. wyginaki. Przykłady takich przyrządów przedstawiają rysunki 18 i 19.

Zaginanie jest odmianą wyginania. RóŜnica polega na tym, Ŝe zaginaniu poddaje się

przedmioty juŜ poprzednio kształtowane i podlegają mu wyłącznie obrzeŜa materiału.
Schemat gięcia metodą zaginania jest przedstawiony na rysunku 15b. Przyrządy do zaginania
obrzeŜy przedstawiono na rysunku 20 i 21. Odmianą zaginania jest wywijanie. Polega ono na
przebiciu otworu (dziurkowaniu) z jednoczesnym wywinięciem obrzeŜy (rys. 22).

Zawijanie jest to nadanie obrzeŜu przedmiotu kształtu zawiniętego (rys. 15c). Zawijanie

róŜni się od poprzednio opisanych operacji kierunkiem działania siły nacisku. Zawijaniu
mogą być poddawane proste obrzeŜa przedmiotów i obrzeŜa przedmiotów okrągłych.

Wstępem do procesu zawijania jest wstępne zagięcie obrzeŜa. W przypadku obrzeŜy

prostych moŜe być ono nieduŜe (rys. 24). Po zagięciu wyrób jest umieszczony
w odpowiednim przyrządzie, w którym pod wpływem siły nacisku obrzeŜe ześlizguje się po
obwodzie matrycy przyjmując kształt o przekroju zakrzywionym po łuku koła (rys. 25).

Zawijanie obrzeŜy przedmiotów okrągłych wymaga uprzedniego wywinięcia obrzeŜy.

Dopiero tak przygotowany przedmiot umieszcza się w przyrządzie do zawijania obrzeŜy.

Rys. 25. Zawijanie obrzeŜy przedmiotu okrągłego: a–d) kolejne fazy zawijania [2, s. 539]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wykonanie opisanych operacji gięcia jest połączone z szeregiem cech ujemnych. NaleŜą

do nich:
1) napręŜenia własne, jakie pozostają w metalu po operacjach gięcia wskutek róŜnic

w odkształceniach włókien wewnętrznych i zewnętrznych,

2) duŜe spręŜyste odkształcenia powrotne przedmiotu po wyjęciu z przyrządu. Dlatego teŜ

kształt  części  formujących  musi  być  nieco  inny  niŜ  kształt  przedmiotu,  jaki  chcemy
uzyskać.  Szczególnie  wykonanie  przedmiotów  giętych  o  małej  krzywiźnie  gięcia
(o duŜym  promieniu  zakrzywienia)  nie  da  się  wykonywać  metodami  opasanymi,  gdyŜ
w ich przypadku albo całe wygięcie, albo bardzo duŜa część tego wygięcia ma charakter
spręŜysty,

3) w przypadku gięcia przedmiotów nie płaskich, np. kształtowników, łatwo jest

spowodować sfałdowanie się części wewnętrznych.
Gięcie z rozciąganiem (rys. 26) zmniejsza powaŜnie występowanie wspomnianych wad.

Gięcie takie przeprowadza się na przedmiocie, który jednocześnie jest poddany rozciąganiu
wywołującemu napręŜenia większe od początkowej granicy plastyczności. Towarzyszy temu
wydłuŜenie trwałe, w przypadku blach nie mniejsze niŜ 0,5%, a w przypadku kształtowników
nawet 2 do 5%.

Gięcie za pomocą walców (rys. 27). Walcami moŜna giąć blachy i taśmy, rury, pręty

i kształtowniki. Osie walców mogą mieć połoŜenie równoległe lub prostopadłe do osi
formowanego wyrobu.

Rys. 26. Tłocznik do gięcia z rozciąganiem [2, s. 541]

Rys. 27. Gięcie za pomocą walców: 1 – gięcie poprzeczne: a) owijanie, b) zaginanie, c) prostowanie; 2 – gięcie

wzdłuŜne kształtowników [2, s. 541]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 28. Zniekształcanie przekroju poprzecznego pasma o małej szerokości, występujące wskutek wygięcia

[2, s. 541]

JeŜeli osie walców są ułoŜone prostopadle do osi krzywizny przedmiotu, to pasmo

przemieszcza  się  wzdłuŜ  osi  krzywizny,  czyli  zachodzi  gięcie  wzdłuŜne  (rys.  27d).  Ten
system  gięcia  jest  szeroko  stosowany  w  procesach  ciągłych.  Wyrób  rur  ze  szwem,  na
wzdłuŜnych wyginarkach walcowych jest typowym przykładem takich procesów. W ten sam
sposób, masowo wyrabia się obecnie tzw. kształtowniki gięte.

W wyginarkach o osiach walców ułoŜonych równolegle (rys. 27a, b, c) do osi krzywizny

przedmiotu pasmo wyginane przemieszcza się w kierunku prostopadłym do tej osi, zachodzi
więc gięcie poprzeczne. Typowym przykładem gięcia poprzecznego jest wyrób rur ze szwem
duŜych wymiarów kształtowanych na wyginarkach poprzecznych.

Metodą tego rodzaju moŜna teŜ wyginać pręty i kształtowniki oraz rury. Podczas gięcia

wyrobów o małym stosunku, szerokości do grubości następuje pewne zniekształcenie
przekroju poprzecznego, np. pręt prostokątny po zgięciu będzie miał przekrój trapezu, którego
krótszy bok będzie znajdował się na zewnętrznej, a dłuŜszy na wewnętrznej powierzchni
krzywizny (rys. 28).

Wytłaczanie powłok (ciągnienie)

Wytłaczanie powłok ze wsadu w postaci płaskich kawałków blachy jest najtrudniejszym

procesem  tłoczenia.  Zasadę  wytłaczania  i  ciągnienia  powłok  wyjaśnia  rysunek  34.  Stempel
naciska  na  wsad  połoŜony  na  matrycy.  Brzegi  wsadu  są  przytrzymywane  wskutek  nacisku
dociskacza.  Pod  działaniem  nacisku  materiał  płynie  i  przechodząc  przez  matryce  przyjmuje
kształt  naczynia  powłokowego.  Obwód  wsadowego  krąŜka  blachy  jest  większy  od  obwodu
górnych  krawędzi  naczynia.  Dlatego  w  wyniku  wytłaczania  następuje  skrócenie  obwodu
wsadu i wydłuŜenie się tworzących mierzonych po powierzchni od osi do krawędzi (rys. 29).
Równocześnie  nieznacznie  zmniejsza  się  grubość  denka  (zwłaszcza  na  jego  krawędziach)
i wzrasta  grubość  brzegów  naczynia.  Nadmiar  metalu  w  brzegowym  pasie  wsadu  moŜe  być
przyczyną sfałdowania się obrzeŜa naczynia (rys. 30). Tendencja do sfałdowania się jest tym
większa, im mniejszy jest stosunek grubości do średnicy krąŜka blachy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 29. Schemat tłoczenia i ciągnienia naczynia powłokowego: a) przygotowanie do tłoczenia, b) tłoczenie,

c) naczynie, d) ciągnienie; b

−

grubość wsadu, R

−

promień wsadu, σ

oraz σ

−

grubość naczynia

[2, s. 545]

Rys. 30. Rozwinięcie wytłoczki na tle wsadowego krąŜka blachy. Zakreskowane pola przedstawiają materiał

utrudniający kształtowanie naczynia i mogący spowodować sfałdowania [2, s. 545]

Przeto, dla uniknięcia sfałdowań, najczęściej stosuje się wytłaczanie z dociskaczem

(rys. 31b).

Nacisk dociskacza powinien być dość duŜy, aby nie dopuścić do utworzenia się fałd.

Wadą stosowania dociskacza jest zwiększenie oporów tarcia, które wskutek zbyt duŜej siły
nacisku mogą być przyczyną pęknięcia wytłoczki.

Gdy stosunek grubości blachy do średnicy krąŜka jest dostatecznie duŜy (s > l,5 do 2%),

proces wytłaczania przeprowadza się bez dociskacza (rys. 31a).

Siła przyłoŜona na stemplu wykonuje pracę odkształcenia plastycznego oraz pokonuje

opory tarcia blachy o matrycę i o dociskacz. Jej wartość jest ograniczona wytrzymałością
ś

cianek formowanego naczynia. Wzrost siły na stemplu moŜe być przyczyną pęknięcia

wytłoczki podczas trwania procesu. Zwykle jest ono zlokalizowane w pobliŜu przejścia denka
w ścianki naczynia. W tym miejscu występuje zmniejszenie grubości ścianek, przy czym
pogłębia się ono ze zmniejszeniem promienia zaokrąglenia krawędzi stempla.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 31. Wytłaczanie: a) wytłaczanie bez dociskacza, b) wytłaczanie z dociskaczem; I

−

wytłaczanie (pierwsze

ciągnienie), II

−

dalsze ciągnienia; 1

−

stempel, 2

−

matryca, 3

−

wytłaczany metal, 4

−

dociskacz

[2, s. 547]

W kolejnych operacjach ciągnienia metal z krawędzi denka przemieszcza się na ścianki

naczynia. JeŜeli uprzednio na krawędziach denka uległ on zbytniemu pocienieniu, to po
przesunięciu się na ścianki

−

pod wpływem, obwodowego ściskania

−

powstaną zmarszczki

i utworzy się widoczna obwódka.

Zbyt mały promień zaokrąglania matrycy powoduje wzrost siły wytłaczania i w ten

sposób moŜe powodować pękanie. Zwiększenie tego promienia zmniejsza niebezpieczeństwo
pękania ścianek wytłoczki, łączy się natomiast z powiększaniem predyspozycji do tworzenia
fałd i zmarszczek. Aby tego uniknąć, stosując duŜy promień zaokrąglenia otworu matrycy,
uŜywa się dodatkowych dociskaczy przytrzymujących metal na krzywiźnie.

Jako miarę zmiany kształtu przedmiotu w jednej operacji przyjęto tzw. współczynnik

wytłaczania:

gdzie:

m – współczynnik wytłaczania,
d – średnica wytłoczki,
D

−

średnica wsadu (krąŜka lub w dalszych operacjach naczynia przed

ciągnieniem).

Im mniejszy jest współczynnik wytłaczania, tym mniej operacji potrzeba, aby otrzymać

gotową  wytłoczkę.  Przeto  względy  ekonomiczne  przemawiają  za  stosowaniem  moŜliwie
małych wartości tego współczynnika. Jednak wraz ze zmniejszeniem jego wartości rośnie siła
na stemplu. Istnieje więc dla m pewna wartość graniczna, której nie moŜna przekroczyć, nie
powodując  niebezpieczeństwa  zniszczenia  wytłoczki.  Graniczne,  przyjmowane  w  praktyce
wartości  współczynnika  m  zaleŜą  od  gatunku  metalu  i  w  pierwszym  zabiegu  wytłaczania
wahają się od 0,5 do 0,7 (najczęściej 0,55 do 0,6). W dalszych operacjach ciągnienia wartości
te wynoszą od 0,75 do 0,9.

W celu zmniejszenia sił potrzebnych do tłoczenia powłok stosuje się smarowanie

powierzchni  narzędzi  (stempli,  matryc,  dociskaczy).  Dzięki  temu  uzyskuje  się  zmniejszenie
napręŜeń  w  metalu,  co  odpowiednio  pozwala  na  uzyskanie  większych  odkształceń,
zabezpiecza  powierzchnie  narzędzi  od  powstawania  narostów  oraz  zmniejsza  zuŜycie
narzędzi  i  przedłuŜa  ich  trwałość.  W  procesach  tłoczenia  powłok  (ciągnienia  powłok)
podobnie  jak  i  w  procesach  ciągnienia  prętów  i  rur  stosuje  się  smary  czyste  oraz  smary
i rozdzielacze.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Najczęściej są to mieszaniny olejów, mydeł, wody oraz takich rozdzielaczy, jak grafit,

siarka  sproszkowana,  kreda,  talk,  itp.  Stosuje  się  teŜ  rozdzielacze  w  postaci  powłok.  W  tym
celu  wsad  stalowy  poddaje  się  miedziowaniu,  fosforanowaniu  i  in.  Do  tłoczenia  powłok
z blach  metali  nieŜelaznych  uŜywa  się  olejów  i  tłuszczów  roślinnych,  smarów  grafitowych,
itp. Po zakończeniu procesu produkcyjnego smary usuwa się z wyrobów przez odtłuszczanie
na  gorąco  w  kąpieli  ługowej,  elektrolitycznie,  za  pomocą  zmywania  benzyną,  oczyszczania
ultradźwiękiem, itp.

Procesowi tłoczenia na zimno powłok, podobnie jak i innym procesom obróbki

plastycznej na zimno, towarzyszy zjawisko zgniotu. W związku z tym występuje umocnienie
metalu odkształconego, a zmniejsza się zdolność do odkształceń plastycznych. Dlatego
podczas wielostopniowego tłoczenia powłok stosuje się wyŜarzanie międzyoperacyjne.
WyŜarzaniu mogą podlegać całe przedmioty lub teŜ

−

co jest korzystniejsze wyŜarza się tylko

ich  części.  WyŜarzanie  całego  przedmiotu  powoduje  powrót  własności  plastycznych
i obniŜenie  wytrzymałości  nie  tylko  na  bardzo  umocnionych  brzegach  wytłoczki,  lecz
i  w  przekrojach  niebezpiecznych  (np.  na  krawędziach  denka)  podlegających  silnemu
rozciąganiu.  Jest  to  niekorzystne,  gdyŜ  wytrzymałość  w  tych  miejscach  nie  powinna  być
obniŜona.  Dlatego  dogodniejsze,  mimo  Ŝe  rzadziej  stosowane,  jest  międzyoperacyjne
wyŜarzanie miejscowe.

MoŜna je osiągać przez częściowe zanurzenie części wyŜarzanej w kąpieli solnej lub

ołowiowej pieca do obróbki cieplnej lub metodami elektrycznymi, np. przez nagrzewanie
stykowo

−

oporowe lub w nagrzewnicach indukcyjnych.

Przedmioty nagrzewane powinny być chronione przed utlenieniem (np. atmosferą

ochronną albo kąpielą). W przypadku nagrzewania w atmosferze utleniającej konieczne jest
następne oczyszczenie powierzchni z tlenków.

Metody wytłaczania (ciągnienia powłok). Wytłaczanie powłok jest współcześnie bardzo

szeroko  stosowane  do  masowego  wyrobu  róŜnych  przedmiotów  codziennego  uŜytku  oraz
części  maszyn,  pojazdów,  itp.  Najprostsze  do  wytłaczania  są  powłoki  cylindryczne  i  ich
wyrób  został  najwcześniej  opanowany.  Wraz  z  postępem  techniki  wytłaczania  (ciągnienia)
z blach  produkuje  się  wyroby  nieokrągłe,  np.  prostokątne  i  wyroby  o  kształtach  złoŜonych
nieregularnych.  Tłoczenie  wyrobów  z  blach  zyskało  szczególne  znaczenie  w  przemyśle
motoryzacyjnym.  W  zaleŜności  od  kształtu  i  wymiarów  gotowego  wyrobu  moŜe  on  być
wyprodukowany za pomocą jednokrotnego lub wielostopniowego ciągnienia (rys. 37).

W zaleŜności od uŜywanych narzędzi, rozróŜnia się wiele sposobów wytłaczania powłok.

Rys. 32. Przykład

kolejnych

faz

kształtowania

przedmiotu w procesie wielooperacyjnego
wytłaczania [2, s. 549]

Rys. 33. Matryca, w której podczas trwania procesu

wsad opiera się jedynie na obrzeŜu [2, s. 549]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Do najwaŜniejszych sposobów wytłaczania powłok naleŜą:

1. Wytłaczanie swobodne bez dociskacza (rys. 31a) i z dociskaczem (rys. 31b). Wytłaczanie

swobodne  jest  stosowane  do  płytkiego  tłoczenia  z  krąŜka  wsadu  o  małej  wartości
stosunku grubości do średnicy i do głębokiego, gdy stosunek ten przybiera duŜe wartości.
Ciągnienie  z  dociskaczem  jest  uŜywane  do  głębokiego  tłoczenia  ze  wsadu  o  wartości
s<  l,5  do  2%.  Profil  matrycy  jest  dostosowany  do  warunków  procesu.  Na  rysunku  33
widać  zasadniczą  róŜnicę  w  kształcie  otworu  matrycy  słuŜącej  do  wytłaczania
swobodnego  i  z  dociskaczem.  Oparcie  krąŜka  blachy  na  jego  obrzeŜu  (rys.  31a)  ułatwia
zmianę  kształtu  z  płaskiego  ma  przestrzenny  i  mimo  swobodnego  kształtowania  się
naczynia  zmniejsza  niebezpieczeństwo  sfałdowania.  W  przypadku  wytłaczania
swobodnego  o  granicznych  wartościach  współczynników  s  oraz  m  bardzo  dobre  wyniki
uzyskuje się za pomocą matrycy (rys. 33), opracowanej przez T. Pełczyńskiego. Jej profil
jest  tak  zaprojektowany,  Ŝe  podczas  trwania  operacji  wytłaczania  jedynie  obrzeŜe
wytłoczki  styka  się  z  roboczą  powierzchnią  matrycy.  Dzięki  temu  nacisk  między
obrzeŜem  kształtowanego  metalu  i  matrycą  osiąga  optymalną  wartość  utrudniającą
powstawanie sfałdowań.

2. Przetłaczanie wytłoczek jest uŜywane do wyrobu bardzo głębokich naczyń. Podobnie jak

to juŜ wyjaśniono

−

omawiając zasady procesu wytłaczania

−

wartość siły przyłoŜonej na

stemplu  nie  moŜe  przewyŜszać  siły  wyznaczonej  wytrzymałością  ścianek.  Ogranicza  to
zakres  redukcji  przekroju  moŜliwej  do  otrzymania  w  jednej  operacji.  Dlatego  aby
otrzymać  głębokie  i  cienkościenne  naczynia,  trzeba  wielokrotnie  ponawiać  zabieg
przetłaczania z zastosowaniem międzyoperacyjnego wyŜarzania. Za pomocą tego procesu
moŜna  otrzymać  znaczną  redukcję  grubości.  ścianek.  Wyroby  wykonane  tym  sposobem
mają grubsze denka niŜ ścianki.

3. Wytłaczanie z przetłaczaniem, tzw. system Tractrix. UmoŜliwia on otrzymywanie

głębokich  naczyń  za  pomocą  jednokrotnego  zabiegu.  W  systemie  tym  połączono
swobodne  wytłaczanie  z  przetłaczaniem  przez  kilka  kolejno  rozmieszczonych  ciągadeł.
Wsadem  jest  krąŜek  blachy  o  znacznym  stosunku  grubości  do  średnicy,  połoŜony  na
otworze  matrycy.  Średnica  krąŜka  jest  tylko  nieznacznie  większa  od  średnicy  wlotu
matrycy. Według danych producenta pras i oprzyrządowania przetłaczanie tym sposobem
powoduje  mniejszy  stopień  umocnienia  i  obarczenia  metalu  napręŜeniami  własnymi
aniŜeli  wytłaczanie  w  tradycyjnych  matrycach.  UmoŜliwia  to  bezpośrednie

−

bez

międzyoperacyjnego wyŜarzania

−

wykonanie dalszych operacji przetłaczania. Podczas

przetłaczania wytłoczka jest zaciśnięta na stemplu. W związku z tym siły tarcia między
ś

ciankami i stemplem wykonują część pracy odciąŜając denko i przylegające do niego

cianki. Do realizowania tego procesu trzeba rozporządzać prasą o odpowiednio duŜym

skoku.

4. Ciągnienie z przewijaniem (rys. 34)

Ten sposób stosuje się w dwojakim celu:

−

do wykonania podwójnej operacji w czasie jednego skoku suwaka prasy; w operacji
tej ciągnienie przy przewijaniu ma kierunek odwrotny do pierwotnego wytłoczenia,

−

do wykonania naczynia o podwójnych ściankach.

5. Wielooperacyjne lub wielokontaktowe ciągnienie (rys. 34). Stosuje się je do wyrobu

małych  przedmiotów  z  taśmy.  Taśma  przesuwa  się  skokami  w  kierunku  oznaczonym
strzałką.  KaŜdemu  skokowi  towarzyszy  przemieszczenie:  a)  płaskiej  taśmy  do
pierwszego  tłocznika,  b)  wytłoczki  pierwotnej  do  drugiego  tłocznika,  c)  wytłoczki
gotowej  do  wykrojnika.  W  przypadkach  nieco  większych  przedmiotów  (np. oprawek do
Ŝ

arówek) bywa stosowany podajnik szczękowy, a przedmiot oddzielany jest od taśmy juŜ

w pierwszym zabiegu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 34. Ciągnienie z przewijaniem: 1 – stempel-matrycą, 2 – matryca, 3 – dociskacz, 4 – wypychacz,

5 – stempel, 6 – wsad [2, s. 551]

Rys. 35. Wielooperacyjne ciągnienie w taśmie: 1 – stempel wycinający, 2 – stempel ciągowy, 3 – matryca,

4 – wypychacz, 5 – odciskasz [2, s. 552]

Rys. 36a. Wytłaczanie (ciągnienie gumą): a)ciągnienie stemplem gumowym, b) płytkie ciągnienie matrycą

gumową w blasze aluminiowej i duraluminiowej, c) głębokie ciągnienie w dowolnym materiale;
1

−

matryca, 2

−

stempel gumowy, 3

−

oprawa, 4

−

stempel, 5

−

matryca gumowa, 6

−

dociskacz

[2, s. 552]

Rys. 36b. Ciągnienie hydrauliczne na prasie: a) ciecz spełnia zadanie stempla, b) ciecz spełnia rolę matrycy;

−

ciecz, 2

−

worek

−

przepona gumowa, 3

−

wsad, 4

−

przekładka gumowa, 5

−

nurnik, 6

−

matryca,

−

stempel [2, s. 552]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. Ciągnienie gumą (rys. 34) jest często stosowane do produkcji duŜych i małych serii

wyrobów z blach cienkich metali plastycznych. MoŜe być prowadzone za pomocą
gumowego stempla lub

−

co jest nowocześniejsze - gumowej matrycy. Metoda ta

odznacza  się  wieloma  zaletami.  W  przypadku  gumowego  stempla  tłocznik  moŜe  być
wykonany  z  drewna  lub ze stopów cynkowych. Są one więc bardzo tanie. W przypadku
gumowej  matrycy  odpada  koszt  wykonania  matrycy  stalowej.  Wspólną  zaletą  obu
sposobów  jest  silne,  równomiernie  rozłoŜone  ciśnienie  dociskające  materiał  do  stempla.
W  związku  z  tym  nie  występuje  miejscowe  zmniejszenie  grubości  ścianek  w  okolicy
krawędzi denek.

7. Ciągnienie hydrauliczne. Stosuje się je w produkcji seryjnej i drobnoseryjnej do wyrobu

z blach cienkich z metali plastycznych przedmiotów tłoczonych o złoŜonym kształcie.

Metoda ta ma następujące odmiany:

−

tłoczenie na prasie, przy czym moŜliwe jest, Ŝe ciecz spełnia zadanie stempla

wtłaczając metal w kształty matrycy (rys. 36a) albo ciecz spełnia zadanie matrycy
obciskając metal na ruchomym stemplu (rys. 36b),

−

tłoczenie bez udziału prasy, gdy ciecz dostarczana z instalacji wysokiego ciśnienia

wtłacza metal we wgłębienia matrycy (rys. 37).

Rys. 37. Ciągnienie hydrauliczne bez udziału prasy: 1 – kadłub, 2 –matryca niemetaliczna, 3 – pokrywa,

4 – worek gumowy, 5 – klinowe zasuwy [2, s. 553]

Do zalet metody naleŜy oszczędność na kosztach narzędzi, moŜność uzyskania duŜych

nacisków oraz równomierne ich rozłoŜenie na powierzchni kształtowanego przedmiotu.
8. Ciągnienie na młotach spadowych (rys. 38). Ta metoda obróbki jest stosowana do

produkcji małych serii. Do tego celu stosuje się tanie tłoczniki z metali łatwo topliwych.
Tłoczenie  przeprowadza  się  w  kilku  stopniach,  kolejno  zwiększając  wytłoczenie.  Do
regulacji  wielkości  zagłębienia  stempla  słuŜą  przekładki  pierścieniowe  z  sklejki
drewnianej lub z twardej gumy. Przed rozpoczęciem tłoczenia przekładki te układa się na
wsadzie,  na  powierzchni  mającej  utworzyć  kołnierz  formowanego  przedmiotu. W miarę
uderzeń młota kolejno zdejmuje się przekładki.

Rys. 38. Ciągnienie na młotach spadających: 1

−

stempel, 2

−

pierścienie ze sklejki, 3

−

matryca [2, s. 554]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

9. Ciągnienie metodą Dyzacking (rys. 39) jest nowoczesnym rozwiązaniem ciągnienia na

młotach. Polega ona na tym, Ŝe:
a) przed rozpoczęciem wytłaczania odlewa się ołowianą płytę,
b) następnie dociska się płytę stemplową do odlanej płyty. Pod naciskiem ołów wypełnia

rowki o kształcie jaskółczego ogona i w ten sposób łączy się z płytą stemplową,

c) następnie formuje się. stempel do pierwszej fazy procesu najpierw wciskając ołów

w matrycę,

d) kolejna czynność polega na dotłoczeniu kształtu stempla po (podłoŜeniu na

powierzchni matrycy miękkiej blachy wzorcowej o grubości odpowiadającej
grubości wsadu. Po takim przygotowaniu wszystkie blachy wsadowe danej serii
poddaje się pierwszej fazie tłoczenia,

e) potem, tak samo jak za pierwszym razem, lecz głębiej, stempel odbija się bez

przekładki w matrycy, po czym zmniejsza się jego wymiary przez wytłoczenie
przekładki wzorcowej i przeprowadza się następną fazę tłoczenia blach danej serii;
czynności te powtarza się potrzebną liczbę razy,

f) ostatnią fazą procesu jest całkowite odbicie stempla w matrycy najpierw bez

przekładki,  następnie  z  przekładką  wzorcową  i  wreszcie  wytłoczenie  gotowych
wyrobów.  Metoda  ta  przy  małych  kosztach  pozwala  na  produkowanie  nieduŜych
serii  wyrobów  nawet  o  bardzo  skomplikowanych  kształtach.  Uzyskuje  się  przy  tym
wysoki stopień dokładności kształtów i wymiarów.

Rys. 39. Schemat przygotowania i wykonania zabiegów ciągnienia na młocie metodą Dyzacking: a) odlanie

płyty ołowianej, b) połączenie płyty ołowianej z płytą stemplową przez sprasowanie, c) wstępne
ukształtowanie stempla, d) wytworzenie szczeliny w tłoczniku przez wtłoczenie między stempel
a matrycę zastępczej blachy i następne podtłoczenie całej partii wyrobów, e) drugi stopień dotłoczenia
stempla i podtłoczenie blach, f) ostateczne dotłoczenie wyrobów ołowianych [2, s. 554]

10. Obciąganie na prasach hydraulicznych (rys. 40). Stosuje się je do wykonywania z blach

(np.  aluminiowych,  stopów  magnezu  przez  obciskanie  metali,  itp.)  niewielkich  serii
duŜych  przedmiotów  o  nieskomplikowanym  kształcie.  W  procesie  tym  obrzeŜa  blachy
zostają  zamocowane  w  uchwytach  prasy,  po  czym  wzornik  wykonuje  ruch  oznaczony
strzałką na rysunku 40.

Rys. 40. Obciąganie na prasach hydraulicznych: 1

−

wzornik obciągania, 2

−

uchwyty, 3

−

nurnik prasy

[2, s. 555]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wygniatanie jest operacją podobną do płytkiego tłoczenia. Polega ono na spowodowaniu

takich miejscowych odkształceń powłoki, w wyniku których otrzymuje się, np.: Ŝebra
usztywniające, ornamenty ozdobne, itp. lub teŜ złoŜone niesymetryczne kształty przedmiotu.

Wybrzuszanie ma za zadanie miejscowe zwiększenie średnicy naczyń oraz powłok

walcowych. Wybrzuszanie uzyskuje się wprowadzając do wewnątrz powłoki: a) gumowy
stempel, który poddany naciskom prasy powoduje miejscowe przeniesienie się ciśnień na
ś

cianki powłoki i np.: powiększenie jej średnicy; b) gumowy segmentowy stempel

rozpychany rdzeniem stoŜkowym; c) ciecz o wysokim ciśnieniu (rys. 41).

Rys. 41. Wybrzuszenie: a) hydrauliczne, b) stemplem gumowym; 1

−

matryca, 2

−

wsad, 3

−

tłoczysko,

−

worek gumowy, 5

−

ciecz, 6

−

stempel gumowy [2, s. 556]

Rys. 42. Obciskanie: a) miejscowe, b) z przewijaniem [2, s. 556]

Obciskanie (rys. 42) polega na miejscowym (w środku lub przy końcu) zmniejszeniu

rednicy naczynia walcowego. Efekt taki otrzymuje się pod wpływem ściskających napręŜeń

obwodowych i wzdłuŜnych.

W przypadku produkcji niewielkich seria wyrobów, dla których (nie opłaca się

wykonywać kosztownych tłoczników, stosuje się wyoblanie. Do tego celu słuŜą specjalne
maszyny zwane wyoblarkami. W maszynach tych na wirującej, napędzanej głowicy osadzony
jest wzorzec odpowiadający kształtowi wyoblanego przedmiotu (rys. 43). Wsad jest
dociskany do wzorca w osi obrotu za pomocą obrotowo osadzonego wrzeciona lub rolki. Na
wirujący wsad wywierane są naciski za pomocą metalowego pręta lub rolki.

Rys. 43. Wyoblanie misy: 1

−

załoŜenie blachy wsadowej, 2 i 3

−

pośrednie fazy wyoblania, 4

−

wykończenie

wyoblania, 5

−

zawinięcie brzegu na wyoblarce [2, s. 557]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 44. Wyoblanie dzbanka ze wsadu naczynia cylindrycznego [2, s. 557]

Rys. 45. Wyoblanie gwintu za pomocą gwintownika oraz rolek [2, s. 557]

Pod działaniem nacisku blacha wsadowa zostaje dociśnięta do wzorca, przyjmując jego

kształty  (rys.  43,  fazy  procesu  1  do  4).  Zakończeniem  wyoblania  jest  zawinięcie  obrzeŜa
naczynia za pomocą rolki (rys. 43, faza 5). Inny sposób wyoblania stosowany w przypadkach,
gdy  średnica  otworu  naczynia  jest  mniejsza  od  średnicy  jego  części  poddanej  wyoblaniu,
przedstawia  rysunek  44.  W  tym  przypadku  wsadem  do  pokazanej  operacji  wyoblania
wybrzuszającego  było  naczynie  cylindryczne.  Do  tego  samego  rodzaju  procesów  zaliczamy
wyoblanie gwintów za pomocą gwintownika i rolek (rys. 45) oraz wiele innych operacji, jak
zawijanie obrzeŜy, wyoblanie rur falistych, itp.

4.2.2. Pytania sprawdzające

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

1. Jakimi metodami wykonuje się przedmioty w procesie gięcia?
2. Jaka jest róŜnica pomiędzy wyginakiem prostym, a wyginakiem z prowadnicami

słupowymi?

3.  Jak wykonuje się zawijanie obrzeŜy przedmiotu okrągłego?
4.  Jakie cechy ujemne występują przy operacji gięcia?
5.  Jakimi metodami wytłacza się przedmioty?
6.  Na czym polega ciągnienie?
7.  Na czym polega wyoblanie?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj element na prasie z wykorzystaniem wykrojnika.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zorganizować stanowisko pracy,
2)  odczytać dane zawarte w dostępnej dokumentacji technologicznej,
3)  ustalić kolejność operacji,
4)  wykonać element na prasie z zachowaniem zasad bhp,
5)  zaprezentować wyniki ćwiczenia.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

dokumentacja technologiczna,

−

element do wykrojenia na prasie z wykrojnikiem,

−

prasa z wykrojnikiem,

−

literatura zgodna z punktem 6 Poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Wykonaj element na prasie z wykorzystaniem tłocznika.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

dokumentacja technologiczna,

−

element do wykonania na prasie z tłocznikiem,

−

prasa z tłocznikiem,

−

literatura zgodna z punktem 6 Poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 3

RozróŜnij wady wyrobów tłoczonych oraz określ przyczyny ich powstawania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zorganizować stanowisko pracy,
2)  rozpoznać wady wyrobów tłoczonych,
3)  określić i zapisać przyczyny powstania wad,
4)  zaprezentować wyniki ćwiczenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

dokumentacja technologiczna,

−

wyroby tłoczone (z wadami i bez wad),

−

literatura zgodna z punktem 6 Poradnika dla ucznia.

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) rozróŜnić przedmioty wykonane metodą gięcia?

2) określić podstawowe operacje i zabiegi tłoczenia?

3) rozróŜnić prasy stosowane do tłoczenia?

4) rozróŜnić typowe konstrukcje wykrojników i tłoczników?

5) zorganizować stanowisko do wykonania operacji tłoczenia?

6) wykonać element z wykorzystaniem wykrojnika i tłocznika?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Plastyczne kształtowanie metali wielkimi mocami

4.3.1. Materiał nauczania

Rozwój niektórych nowych dziedzin techniki, szczególnie techniki rakietowej,

spowodował  konieczność  znalezienia  sposobu  kształtowania  plastycznego  duŜych  części
wyrabianych  z  blach.  Prasy  potrzebne  do  wyrobu  tego  rodzaju  części  musiałyby  mieć
olbrzymie  siły  nacisku.  W  związku  z  niewielkimi  seriami  wyrobów  lub  niemal  jednostkową
produkcją  koszty  wytwarzania  za  pomocą  pras,  zwłaszcza  ze  względu  na  konieczność
sporządzenia  tłoczników,  byłyby  ogromne.  Ponadto  w  technice  rakietowej  stosuje  się  części
wykonywane z metali bardzo trudno poddających się procesom tłoczenia na prasach. Dało to
impuls

poszukiwania

nowych

rozwiązań

technologicznych,

zapewniających

ekonomiczniejsze  warunki  produkcji.  W  wyniku  tego  w  ostatnich  latach  (od  połowy  lat
pięćdziesiątych)  rozwinęły  się  sposoby  tłoczenia  metodami  opartymi  o  gwałtowne
wyładowania energii. Wynalazek tłoczenia wybuchowego pochodzi z końca ubiegłego wieku,
lecz  praktycznie  nie  był  on  niemal  wcale  wykorzystywany.  Zasada  metod  tego  rodzaju  jest
prosta. Polega ona na spowodowaniu gwałtownego wyładowania energii w ośrodku gazowym
(np.  w  powietrzu)  lub  ciekłym  (np.  w  wodzie),  który  wywiera  ciśnienie  na  jedną  stronę
powierzchni kształtowanego przedmiotu.

Metody kształtowania duŜymi mocami mają następujące zalety:

1) moŜliwość plastycznego kształtowania metali i stopów trudno obrabialnych, a nawet nie

dających się obrabiać metodami konwencjonalnymi,

2)  moŜliwość kształtowania części o niemal dowolnie duŜych wymiarach,
3)  osiąganie bardzo złoŜonych kształtów,
4)  wysoka gładkość powierzchni wyrobów uformowanych bez tarcia, jedynie pod naciskiem

cieczy lub gazów,

5) brak koncentracji napręŜeń dzięki równomiernemu rozłoŜeniu nacisku i ograniczaniu sił

tarcia do minimum,

6)  znikome wewnętrzne napręŜenia resztkowe w wyrobach,
7)  osiąganie duŜych stopni odkształcenia bez międzyoperacyjnego wyŜarzania,
8)  niski  koszt  produkcji  (5  do  10  razy  niŜszy  aniŜeli  metodami  konwencjonalnymi),  która

w większości przypadków odbywa się bez drogich maszyn (pras) z wyeliminowaniem
drogich narzędzi.
W zaleŜności od źródła energii rozróŜnia się następujące metody:

1. Metoda hydroiskrowa, polegająca na spowodowaniu silnego wyładowania elektrycznego

w mało ściśliwym ośrodku ciekłym. Wyładowanie takie uzyskuje się przez rozładowanie
kondensatorów. W wyniku wyładowania w cieczy powstaje fala uderzeniowa. Niski
koszt produkcji około dziesięciokrotnie niŜszy niŜ w metodach tłoczenia na prasach oraz
bezpieczeństwo pracy, wyróŜniające ją spośród pozostałych metod tego rodzaju, są jej
głównymi zaletami. Sposób ten słuŜy do tłoczenia niewielkich wyrobów z blach cienkich.

2. Metoda gazowa, polega na spowodowaniu wybuchu gazu lub mieszaniny gazów (np.

gazu świetlnego lub benzyny) znajdujących się w zamkniętej przestrzeni (rys. 46). Gazy
zamknięte w przestrzeni nad wsadem zostają zapalone iskrą wywołaną za pomocą świecy
samochodowej umieszczonej w ściance zbiornika. Wybuch powoduje gwałtowny wzrost
ciśnienia i wytłoczenie wyrobu. Sposób ten słuŜy do tłoczenia nieduŜych przedmiotów
z blach cienkich.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 46. Schemat urządzenia do tłoczenia metodą gazową: 1

−

zbiornik, 2

−

matryca, 3

−

krąŜek blachy

wsadowej, 4

−

świeca zapłonowa, 5

−

doprowadzenie mieszaniny gazowej, 6

−

odprowadzenie

powietrza, 7

−

przewód do wytwarzania próŜni [2, s. 574]

Rys. 47. Schemat urządzenia do tłoczenia metodą prochową: 1

−

matryca, 2

−

przewód do wytwarzania próŜni,

−

komora wysokiego ciśnienia, 4

−

ładunek, 5

−

wsad [2, s. 575]

3. Metoda prochowa oparta o zastosowanie takich materiałów, jak proch czarny lub

nitroglicerynowy  i  in.  Schematy  urządzeń  do  tłoczenia  za  pomocą  energii  uzyskanej
z wybuchu  prochu  przedstawiono  na  rysunkach  47  i  48.  Tłoczenie  moŜe  być
bezpośrednie,  gdy  wsad  znajduje  się  w  kontakcie  z  atmosferą  gazów  po  wybuchu
(rys. 46 i 47), oraz pośrednie, gdy nacisk gazów przenosi się na wsad za pośrednictwem
tłoka  oraz  cieczy  (rys.  48b)  lub  krąŜka  gumowego  (rys.  48c).  Konieczność  prowadzenia
wybuchów  w  przestrzeniach  zamkniętych  ogranicza  zasięg  tego  sposobu  do  tłoczenia
wyrobów  z  blach  cienkich.  Zaletą  jego  jest  moŜność  uzyskiwania  bardzo
skomplikowanych kształtów i duŜej dokładności wymiarów.

Rys. 48. Schematy tłoczenia prochowego: a) bezpośrednio ciśnieniem gazów wytworzonych przy wybuchu,

b) pośrednio poprzez tłok i ciecz, c) pośrednio poprzez tłok i gumę; 1

−

wsad, 2

−

matryca, 3

−

płyta,

−

kadłub, 5

−

ładunek, 6

−

tłok, 7

−

ciecz, 8

−

guma [2, s. 576]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. Metoda elektromagnetyczna. Polega ona na wyzwoleniu w odpowiednio ukształtowanym

polu  elektromagnetycznym  i  w  bardzo  małym  przedziale  czasu  wielkich  energii
nagromadzonych  w  baterii  kondensatorów.  Uzyskuje  się  w  ten  sposób  określony
chwilowy  układ  sił,  który  działając  na  obrabiany  metal  powoduje  jego  odkształcenie.
Dzięki  temu,  zaleŜnie  od  kształtu  cewek,  bezkontaktowo  uzyskuje  się  poŜądaną  zmianę
kształtu.  Ta  metoda  jest  uŜywana  do  przecinania  (np.  końcówek  kabli),  kształtowania
profilowego  końcówek  rur,  płytkiego  tłoczenia  do  wykrywania  otworów  w  denkach
blachach.

5. Metoda wybuchowa, polega na tłoczeniu metali wybuchami materiałów kruszących, jak

trotyl, dynamit i in. Metoda ta jest dziś najszerzej stosowania do wyrobu duŜych części.
Za  jej  pomocą  wykonuje  się  operacje  tłoczenia,  jak  np.  cięcia,  gięcia,  ciągnienia,
kształtowania  i  in.,  oraz  łączenia  metali,  prasowania  proszków  i  utwardzania
powierzchniowego.  Wybuch  przeprowadza  się  w  cieczy,  zwykle  w  wodzie.  W  wyniku
wybuchu  wytwarza  się  gaz  o  olbrzymim  ciśnieniu,  który  powoduje  powstanie  siły
uderzeniowej. Mała ściśliwość wody powoduje, Ŝe energia wyzwolona podczas wybuchu
wytwarza  falę  uderzeniową  o  bardzo  duŜej  prędkości  (rzędu  kilku  km/s).  W  ten  sposób
moŜna  uzyskać  ciśnienia  do  3000000  kN/cm

(a nawet do 10000000 kN/cm

Ciśnieniami takimi nie rozporządzają Ŝadne nawet największe prasy.
W zasadzie, większość procesów obróbki plastycznej moŜe być zastąpiona

kształtowaniem wielkimi mocami. MoŜna w ten sposób wykonywać procesy cięcia
(wycinanie, dziurkowanie, odcinanie itp.), kucia, wyciskania. Najszerzej jednak uŜywa się
metod tłoczenia wybuchowego (w tym głębokiego tłoczenia, ciągnienia, kształtowania).

Tłoczenie wybuchowe

Tłoczenie wybuchami (rys. 49 i 50) przeprowadza się w ośrodkach ciekłych. Tłoczenie

takie w powietrzu jest niekorzystne, gdyŜ łączy się z duŜymi stratami energii, z silnymi
efektami akustycznymi i niszczącymi.

Rys. 49. Przetłaczanie wytłoczek (wyciąganie): 1

−

stempel ciągowy, 2

−

matryca, 3

−

ramka do ustawiania

wsadu [2, s. 577]

Rys. 50. Schemat kompletu narzędzi do wytłaczania i wielokrotnego przetłaczania z wyciąganiem w jednej

operacji: 1

−

matryca kształtująca naczynie, 2

−

ciągadło do wyciągania ścianek, 3

−

pierścienie

dystansowe, 4

−

stempel, 5

−

prowadnik stempla, 6

−

prowadnik stempla i wsadu, 7

−

miejsce do

umieszczenia wsadowego krąŜka blachy, 8

−

kadłub wysuwny, 9

−

oporowy pierścień gwintowany,

−

obudowa narzędzi [2, s. 577]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.2. Pytania sprawdzające

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

1.  Jakie zalety ma plastyczne kształtowanie materiału duŜymi mocami?
2.  Jakie są źródła energii do plastycznego kształtowania materiału duŜymi mocami?
3.  Na czym polega tłoczenie prochowe?
4.  Na czym polega tłoczenie wybuchowe?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Scharakteryzuj metodę tłoczenia gazowego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zorganizować stanowisko pracy,
2)  naszkicować schemat urządzenia do tłoczenia metodą gazową,
3)  zaznaczyć na schemacie elementy składowe urządzenia,
4)  scharakteryzować proces tłoczenia z uwzględnieniem zasad bhp,
5)  zaprezentować wyniki ćwiczenia.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−−−−

literatura zgodna punktem 6 Poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Scharakteryzuj metodę tłoczenia prochowego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zorganizować stanowisko pracy,
2)  naszkicować schemat urządzenia do tłoczenia metodą prochową,
3)  zaznaczyć na schemacie elementy składowe urządzenia,
4)  scharakteryzować proces tłoczenia z uwzględnieniem zasad bhp,
5)  zaprezentować wyniki ćwiczenia.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−−−−

literatura zgodna punktem 6 Poradnika dla ucznia.

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) scharakteryzować metody plastycznego kształtowania metali wielkimi

mocami?

2) odczytać schemat urządzenia do tłoczenia metodą gazową?

3) odczytać schemat urządzenia do tłoczenia metodą prochową?

4) wymienić zalety plastycznego kształtowania metali wielkimi mocami?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

1.  Przeczytaj uwaŜnie instrukcję.
2.  Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3.  Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4.  Test  zawiera  20  zadań  o  róŜnym  stopniu  trudności.  Wszystkie  zadania  są  zadaniami

wielokrotnego wyboru i tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa.

5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi – zaznacz prawidłową

odpowiedź znakiem X (w przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć
kółkiem, a następnie ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową).

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

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

8. Czas trwania testu 45 minut.

Powodzenia!

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Wycinaniem nazywamy

a)  całkowite odcięcie jednej części metalu od drugiej wzdłuŜ linii zamkniętej.
b)  częściowe przecięcie jednej części metalu.
c)  całkowite odcięcie jednej części metalu od drugiej wzdłuŜ linii otwartej.
d)  wygładzanie powierzchni materiału.

2. Operacja cięcia przedstawiona na rysunku to

a)  wykrawanie.
b)  dziurkowanie.
c)  okrawanie.
d)  wygładzanie.

3. Rysunek przedstawia noŜyce

a)  wielokrąŜkowe.
b)  krąŜkowe.
c)  gilotynowe.
d)  skokowe.

4. Zabieg kształtowania plastycznego przedstawiony na rysunku to

a)  zginanie.
b)  wyginanie.
c)  zwijanie.
d)  wywijanie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. Na rysunku przedstawiono proces

a)  zaginania.
b)  gięcia.
c)  tłoczenia.
d)  ciągnienia.

6. Zaginaniu poddaje się

a)  wyłącznie obrzeŜa materiału.
b)  wyłącznie środek materiału.
c)  przedmioty wcześniej niekształtowane.
d)  tylko rury kwadratowe.

7. Im mniejszy jest współczynnik wytłaczania, tym

a)  więcej operacji potrzeba, aby otrzymać gotową wytłoczkę.
b)  mniej operacji potrzeba, aby otrzymać gotową wytłoczkę.
c)  ilość operacji pozostaje bez zmiany.
d)  wytłaczanie przestaje być ekonomiczne.

8. Do nadcinania uŜywa się

a)  wykrojników.
b)  noŜyc krąŜkowych.
c)  tłoczników.
d)  noŜycy gilotynowej.

9. Wykrawanie gumą moŜe być stosowane do blach aluminiowych o grubości

a)  do 1,2 mm.
b)  1,3–1,5 mm.
c)  1,6–1,9 mm.
d)  2,0–2,3 mm.

10. Na rysunku wyginaka z prowadnicami słupowymi numerem 1 oznaczono

a)  stempel gnący.
b)  kadłub z prowadnicami.
c)  matryca.
d)  kołki ustawcze.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

11. Na rysunku przedstawiono proces

a)  cięcia.
b)  gięcia.
c)  wygładzania.
d)  nacinania.

12. NoŜyce wielokrąŜkowe, przedstawione na rysunku, są stosowane do

a)  cięcia blach lub taśm na wąskie pasy.
b)  cięcia pasów, krąŜków i pierścieni.
c)  wycinania krąŜków i pierścieni.
d)  wycinania zarysów krzywoliniowych.

13. Wytrzymałość na ścinanie (R

) dla stali utwardzonej zgniotem o zawartości węgla 0,6%

wynosi
a)  380 MPa.
b)  720 MPa.
c)  560 MPa.
d)  250 MPa.

14. Element oznaczony cyfrą 1 na rysunku wykrojnika z prowadnicami słupkowymi to

a)  prowadnica słupkowa.
b)  matryca.
c)  stempel.
d)  płyta tnąca.

15. Operacja gięcia na prasach, przedstawiona na rysunku to

a)  wyginanie.
b)  zawijanie.
c)  zaginanie.
d)  wyoblanie.

16. Wytłaczanie swobodne jest stosowane do

a)  tłoczenia głębokich naczyń w jednym zabiegu.
b)  zawijanie obrzeŜy przedmiotów.
c)  płytkiego tłoczenia.
d)  tłoczenia głębokich naczyń.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

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

Wykonywanie wyrobów w procesie tłoczenia

Zakreśl poprawną odpowiedź.

Numer

zadania

Odpowiedź

Punkty

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. LITERATURA

1. Brodziński A.: Maszyny i urządzenia do obróbki plastycznej. Laboratorium

Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, Lublin 1993

2. Dobrucki W.: Zarys obróbki plastycznej metali. Wydawnictwo Śląsk, 1974
3. Gabryszewski Z., Gronostajski J.: Mechanika procesów obróbki plastycznej.

Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1991

4. Gadziński S.: Obróbka plastyczna metali. Wyd. PŁ, Bielsko-Biała 1996
5. Kajzer S., Kozik R., Wusatowski R.: Wybrane zagadnienia z procesów obróbki

plastycznej metali. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1997

6.  Karpiński T.: InŜynieria produkcji. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2004
7.  Kubiński W.: Praktyka technologiczna. Wydawnictwo AGH, Kraków 1991
8.  Okoniewski S.: Technologia metali. WSiP, Warszawa 1980
9.  Weroński  W.:  Obróbka  plastyczna.  Technologia.  Wydawnictwo  Politechniki  Lubelskiej,

Lublin 1993