WYCISKANIE
Wyciskanie jest procesem Obr. Pl. W którym za pomocą tłoczyska lub stempla, przez przetłoczkę,
wywierany jest nacisk na materiał umieszczony w recypiencie lub matrycy, zmuszając go do
wypływania przez otwór matrycy lub szczelinę między stemplem a ściankami recypienta.
Na początku wyciskano materiały o małej granicy plastyczności, dzięki zastosowaniu smarów,
podgrzania materiału wsadowego i narzędzi można wyciskać inne metale na zimno i gorąco.
Wytwarza się wyciskanie rury, pręty i kształtowniki, posiadają dobre własności mech. Dużą
dokładnośc wymiarów, czystą i gładką powierzchnię
Duży uzusk procentowy materiału do zużycia energii, dokładność podobna jak w szlifowaniu i
skrawaniu
Ze względu na temperaturę wsadu lub narzędzi dzielimy wyciskanie na
a)zimno- wyciskanie gotowych części maszyn, o podwyższonych własnościach mechanicznych, dużej
dokładności wymiarowo-kształtowej, dobrej jakości, odpowiedniej struktury, gładkości powierzchni
b)ciepło- wypraski i o niewiele niższej jakości powierzchni i dokładności jak przy wyciskaniu na zimno.
Większa plastyczność materiały przy tych temp. Oraz mniejsza siła wcisku umożliwia przeróbkę
plastyczną przy zastosowaniu znacznie większych odkształceń
c)gorąco- do wyciskanie hutniczego półfabrykatów, prętów, rur i kształtowników, które poddaje się
póz
niej innym zabiegom lub obróbkom. Wada: problem z dobraniem odpowiedniej temperatury
wlewka i narzędzi. Wyroby charakteryzują się gorszymi własnościami mechanicznymi oraz jakością
powierzchni i wadami typu skrzywienia, pęknięcia,
Różnice między podgrzanym i zimnym;
Ä„Û parametrów energetycznych,
Ä„Û przygotowania wsadu,
Ä„Û warunków organizacji produkcji,
Ä„Û smarowania,
Ä„Û konstrukcji narzÄ™dzi i pras
oraz umożliwia uzyskanie wyrobów o innych własnościach użytkowych
Rodzaje
a) wyciskanie współbieżne, gdy materiał płynie w kierunku zgodnym z ruchem tłoczyska
b) wyciskanie przeciwbieżne, gdy materiał płynie w kierunku przeciwnym do kierunku ruchu
tłoczyska
c) wyciskanie z bocznym wypływem materiału, gdy materiał płynie w kierunku poprzecznym do
ruchu tłoczyska
d) wyciskanie złożone, gdy materiał płynie jednocześnie w kierunku zgodnym i przeciwnym do ruchu
tłoczyska
Czynniki wpływające na wyciskanie:
a) własności wyciskanego materiału,
b) stopień przerobu,
c) długość wsadu,
d) współczynnik wydłużenia,
e) prędkość procesu wyciskania,
f) temperatura,
g) przygotowanie wsadu i smarowanie,
h) konstrukcja i kształt matrycy,
i) kształt przetłoczki.
Konstrukcja i kształt matryc:
Kształt matryc do wyciskania:
a) matryca płaska,
b) matryca stożkowa,
c) matryca płasko-stożkowa,
d) matryca podwójnie stożkowa,
e) matryca łukowa. Optymalne kąty stożka matrycy zamieniają się w granicach 45-30 stopni.
a) pręty, rury- współbieżne stosuje się najczęściej do wyciskania prętów i rur (wyciskanie hutnicze)
c) naczynia- przeciwbieżne do wyciskania wyrobów typu "naczynie .
Ciągnienie jest procesem plastycznej przeróbki metali, przeprowadzanym najczęściej na zimno, w
którym odkształcany półwyrób pod wpływem przeciągania go przez otwór narzędzia lub pomiędzy
nienapędzanymi walcami, zmienia kształt oraz pole przekroju poprzecznego .
Zasadniczym narzędziem do ciągnienia jest ciągadło. Ciągadła wykonuje się ze stali narzędziowych, z
węglików spiekanych oraz diamentów.
Ze względu na budowę, ciągadła dzieli się na [3]:
" ciągadła monolityczne, nazywane także oczkowymi,
" ciągadła składane, nazywane segmentowymi,
" ciągadła rolkowe
ze względu na liczbę gniotów realizowanych w jednym ciągu:
" ciągadła jednostopniowe
" ciągadła wielostopniowe
ze względu na wykonywanie ruchy w czasie pracy
" stałe
" ruchome
ze względu na wspomaganie ciśnienia smaru
" ciągadła o smarowaniu hydrostatycznym
" ciągadła o smarowaniu hydrodynamicznym
stożkowa wklęsła łukowa sigmoidalna
W praktyce ciągarskiej najczęściej stosuje się ciągadła o strefie zgniatania w kształcie stożka do
ciągnienia drutu o średnicy większej od 0,5 mm. Natomiast do drutów bardzo cienkich o średnicy
mniejsze niż 1 mm, ciągnionych z małymi gniotami częściowymi, stosuje się ciągadła ze strefą
zgniatającą o kształcie łukowym. Pozostałe ciągadła stosowane są bardzo rzadko.
W procesie ciągnienia drutu można wyróżnić następujące fazy:
" zaostrzanie drutu, czyli ścienianie jego końca w celu przełożenia go przez ciągadło;
" zaciÄ…ganie drutu, czyli przeprowadzenie drutu przez urzÄ…dzenia kierujÄ…ce go do
ciągadła, przesunięcie drutu przez ciągadło, uchwycenie drutu za ciągadłem
łańcuchem ciągarskim i przymocowanie tego łańcucha do bębna nawijającego
ciągarki, przeciągnięci kilku metrów drutu, regulując prędkość ciągnienia, naciąg
i przeciwciąg, odczepienie łańcucha ciągarskiego i przymocowanie drutu
bezpośrednio do bębna ciągarki;
" przeciÄ…ganie drutu poprzez uruchomienie ciÄ…garki i ustawienie jej pracÄ™
automatycznÄ…;
" łączenie kręgów drutu, polegające na zgrzewaniu końca drutu kręgu kończącego
się z początkiem drutu kręgu następnego i na usunięciu nadmiaru materiału
z miejsca zgrzewania, tzw. rąbka oraz warstewki tlenków.
Zaostrzanie i zaostrzarka
Końcówka walcówki lub drutu przeznaczonego do przerobu musi mieć średnicę
mniejszą niż średnica (Dk) ciągadła.
" do prętów i rur oraz drutów grubych Ć > 10mm  stosowana jest metoda
wyciskania hydraulicznego do ciągadła
" w przypadku drutów o Ć < 10mm  stosuje się zaostrzanie przez walcowanie, służą
do tego urządzenia zwane zaostrzarkami walcowymi (w ćwiczeniu zastosowana
będzie jedna z najczęściej stosowanych zaostrzarek walcowych do drutu)
" zaostrzanie drutów cieńszych niż 1mm - odbywa się przez rozciąganie na zimno
i gorÄ…co
" do zaostrzania cienkich, bardzo twardych drutów, oraz drutów profilowanych
o skomplikowanym przekroju porzecznym  w wyjÄ…tkowych sytuacjach, stosuje
się chemiczną obróbkę ubytkową (trawienie)
Zaciąganie drutu odbywa się następującej kolejności:
a) zaostrzony drut przełożyć przez tulejkę prowadzącą, osadzoną w skrzynce
ciÄ…garskiej 4,
b) przez podtrzymywane ciągadło 3 przełożyć zaostrzony koniec drutu 1,
a następnie opierając ciągadło o tylną ściankę skrzyni ciągarskiej 4, przełożyć
koniec drutu za skrzynkÄ™,
c) podtrzymując ciągadło 3 z przełożonym drutem 1, założyć hak łańcucha
ciągarskiego 6 do wybrań w bębnie ciągarki 7, a następnie wystający zaostrzony
koniec drutu ze skrzynki ciągarskiej uchwycić szczękami łańcucha ciągarskiego 6,
d) ustalić prędkość ciągnienia za pomocą dz
wigni 14 i pokrętła 15,
e) podtrzymując, za pomocą kleszczy, w skrzynce ciągarskiej ciągadło 3 za
powierzchnię walcową i przyciskając wyłącznik nożny, zaciągnąć drut.
Ciągarki można podzielić na dwie zasadnicze grupy:
" CiÄ…garki Å‚awowe
- przeznaczone do ciągnienia prostych odcinków prętów, kształtowników i rur
o długościach dochodzących do kilkudziesięciu metrów. Ciągarki ławowe można
podzielić w zależności od sposobu przyłożenia siły ciągnienia na: łańcuchowe,
linowe, zębatkowe lub hydrauliczne.
" Ciągarki bębnowe
- przeznaczone do ciągnienia w kręgach drutów oraz rur o małych wymiarach
przekrojów porzecznych i o praktycznie dowolnych długościach. Dla drutów
o średnicy < 6mm, stosuje się ciągarki wielostopniowe tzw. wielociągi, w których drut
ciągniony jest przez kilka lub kilkanaście ciągadeł jednocześnie.
Smary ciÄ…garskie:
Środki smarujące stosowane do otrzymywania smarów ciągarskich, w zależności od stanu
skupienia w warunkach normalnych, dzieli siÄ™ na:
" stałe (suche),
" półpłynne,
" płynne,
ze względu na skład chemiczny środki dzieli się na:
" mydła na bazie olejów roślinnych, tłuszczów zwierzęcych lub roślinnych,
" węglowodory twarde (parafina),
" oleje roślinne i tłuszcze zwierzęce, " oleje mineralne,
W przypadku ciÄ…gnienia rur stosuje siÄ™ w praktyce kilka podstawowych metod:
" ciÄ…gnienie swobodne
- jest stosowane gównie w celu zmniejszenia
średnicy rury. Występuje z reguły nieznaczna zmiana
grubości ścianki rury zależna od stosunku grubości
ścianki do średnicy wewnętrznej. Dla rur
cienkościennych (g/D<0,2) następuje pogrubienie
ścianki rury. Dla rur grubościennych (g/D>0,2)
następuje pocienienie. Maksymalne wartości redukcji
przekroju wynoszÄ… dla rur stalowych µ = 30÷35%.
80
" ciągnienie na trzpieniu stałym
- polega na przeciąganiu rury pomiędzy
nieruchomym ciągadłem i nieruchomym trzpieniem
o krótkiej części roboczej zamocowanej do ciągarki.
W porównaniu z poprzednią, metoda ta umożliwia
wytwarzanie rur o znacznie wyższej dokładności
wymiarów oraz lepszej jakości powierzchni, ale
o ograniczonej długości i średnicy. Metoda ta
pozwala na uzyskanie redukcji przekroju
µ = 30÷35%.
" ciÄ…gnienie na trzpieniu ruchomym
- polega na przeciÄ…ganiu rury przez nieruchome
ciągadło na ruchomym trzpieniu przesuwającym
się wraz z rurą. Długość trzpienia musi
odpowiadać końcowej długości wytwarzanej rury.
Siły tarcia występujące pomiędzy wewnętrzną
powierzchniÄ… rury a trzpieniem skierowane sÄ…
zgodnie z kierunkiem przeciągania, co ułatwia
przebieg procesu zmniejszając naprężenia rozciągające w odkształcanym metalu.
DziÄ™ki temu maksymalna redukcja przekroju wynosi µ = 40÷45%.WadÄ… jest
konieczność stosowania dodatkowej operacji w postaci np. rozwalcowania, w celu
wyjęcia trzpienia
" ciÄ…gnienie na trzpieniu swobodnym
- jest to ciągnienie rury pomiędzy nieruchomym
ciągadłem i ruchomym, nie utwierdzonym, krótkim
trzpieniem. Trzpień dzięki odpowiedniej geometrii
utrzymuje siÄ™ samorzutnie w pozycji zapewniajÄ…cej
prawidłowy przebieg procesu. Metoda ta umożliwia
zmianę średnicy zewnętrznej i grubości ścianki rury
nie ograniczając praktycznie jej długości.
Maksymalna redukcja przekroju wynosi
µ = 30÷35%.
CI
CIE I WYKRAWANIE:
" operacje związane z rozdzieleniem materiału,
Operacje cięcia praktycznie realizowane są w ten sposób, że przy przemieszczaniu
przesuniętych względem siebie krawędzi tnących wywierany na materiał nacisk
powoduje naruszenie jego spójności. Wielkość tego przesunięcia zależy od grubości
ciętego materiału i od jego własności.
Ze względu na sposób koncentracji, proces cięcia dzielimy na
dwie podstawowe grupy:
" za pomocą dwu elementów tnących,- najczęściej
" za pomocą jednej krawędzi tnącej.
Cięcie blach można realizować na
" nożycach -stosuje się w procesie produkcji blach i taśmy oraz produkcji jednostkowej,
małoseryjnej. stosujemy najczęściej do rozdzielenia materiału
wzdłuż linii niezamkniętej.
Rodzaje nożyc:
a) gilotynowe, cięcie na pary lub pojedyncze półwyroby,
b) krążkowe, cięcie na pary lub wycinanie krążków,
c) wielokrążkowe, do jednoczesnego cięcia kilku pasów,
c) skokowe,wycinanie półwyrobów o krzywoliniowych zarysach.
" wykrojnikach-wykrawania- Ze względu na koszty wykonania wykrojników, o do produkcji seryjnej
wyrobów. Realizowanie wzdłuż linii zamkniętej.
PrzyrzÄ…dy te przystosowane sÄ… do pracy na
-prasach mechanicznych
-hydraulicznych
WykonujÄ…;
Wyciskanie Dziurkowanie Odcinanie Przycinanie Nadcinanie Okrawanie rozcinanie
Rodzaje wykrojników:
a) wykrojnik dwutaktowy wykonanie kilku zabiegow na jednym wykrojniku, male wymagania co do
dokładności wykonania,
b) wykrojnik jednoczesny, kilka zabiegów na jednym wykrojniku, duże wymagania co do dokładności
wykonania,
c) wykrawanie z dociskiem materiału, do dokładnego wykrawania blach o małej grubości.
Fazy cięcia:
1) sprężysto-plastyczna, siły wywierane na blachę przez zbliżające się do siebie krawędzie tnące
oddalone względem siebie powoduje powstanie momentu co wybrzusza blachę
Przemieszczające się względem siebie krawędzie tnące powodują, że obszary przylegania zmniejszają
się a ,następuje koncentracja naprężeń i odkształceń sprężystych, lokalne uplastycznienie materiału
gdy naprężenia tnące osiągną odpowiednią wartość.
2) płynięcie plastyczne- Dalszy wzrost przemieszczenia narzędzi tnących powoduje powiększenie
obszarów uplastycznionych obejmując swoim zasięgiem całą grubość ciętego
materiału. Występuje przy tym płynięcie materiału w pobliżu powierzchni pękania, jak również
przemieszczanie elementu wycinanego względem pozostałego materiału.
Towarzyszy temu również wzrost naprężeń tnących, które mogą osiągnąć wartość
krytyczną dla danego materiału i wystąpi utrata spójności
3) faza pękania-. Przy krawędziach tnących, a więc miejscach o największej koncentracji naprężeń
pojawiają się pierwsze pęknięcia. Zależą one w sposób istotny od rodzaju materiału. I tak pęknięcie
materiałów twardych może wystąpić wcześniej a bardzo plastycznych przy końcu procesu cięcia.
Na podstawie obserwacji powierzchni w ciętym elemencie można wyróżnić następujące strefy:
a - zaokrÄ…glenie powierzchni blachy w sÄ…siedztwie powierzchni rozdzielenia;
zapoczątkowane w fazie sprężysto-plastycznej,
b - walcowa powierzchnia pękania o błyszczącym i gładkim wyglądzie z możliwymi
rysami usytuowanymi równolegle do osi otworu; powstała w fazie plastycznego płynięcia,
c - powierzchnia pęknięcia pochylona do kierunku cięcia, chropowata i matowa powstała w fazie
pękania,
d - zadzior utworzony na powierzchni pękania, powstały głównie przy cięciu z
niewłaściwym luzem oraz przy cięciu nie ostrą krawędzią tnącą.
Podobne strefy, ale w odwrotnej kolejności, występują na drugiej powierzchni
ciętego elementu(rys.3). Udział poszczególnych stref zależy od wielkości luzu
LUZ. Podstawowym parametrem, wpływającym na przebieg procesu cięcia jak i stan powierzchni
pękania, jest
Luz-różnica między średnicą matrycy a średnicą stempla( luz bezwzględny).
Luz względny- Różnica ta odniesiona do grubości ciętego materiał, podawany jest także w
procentach grubości materiału ciętego.
Szczelia-Odległość między krawędziami tnącymi stempla i matrycy. Podwojona wartość szczeliny
równa jest luzowi bezwzględnemu.
Stan naprężenia przy cięciu można określić jako ścinanie ze zginaniem, przy czym udział
zginania jest tym większy im większy jest luz. Przy pewnej wartości luzu, zwanej
Luzem optymalnym-Przy pewnej wartości luzu pęknięcia rozchodzące się od obu krawędzi tnących
spotykają się tworząc linię pękania zbliżoną kształtem do litery S. Wartość zależy od rodzaju i
grubości ciętego materiału. Im twardszy i grubszy materiał tym luz musi być większy.
Luz normalny-W nowych narzędziach do wykrawania który zapewnia, ze względu na siłę i pracę
wykrawania, optymalne warunki cięcia w całym okresie użytkowania narzędzia. Luz ten
przyjmuje się w dolnej granicy luzów optymalnych lub nieco mniejszy.
BiorÄ…c pod uwagÄ™:
---Trzeba pamiętać, że przy cięciu z luzem mniejszym od optymalnego występują
duże odkształcenia plastyczne poprzedzające pękanie materiału, co wymaga dużych sił wykrawania a
to w sposób znaczny obniża trwałość narzędzi
--- Zmniejszenie siły wykrawania uzyskać można przez zwiększenie luzu ponad wartość optymalną,
ale to z kolei powoduje wyginanie wyrobów
W tabeli 1 podano przykładowe wartości luzu normalnego. Musimy pamiętać o tym, że mniejsze
wartości luzów przyjmuje się dla materiałów miękkich i plastycznych a większe dla twardych i
kruchych.
Sposoby zmniejszenia siły cięcia:
-cięcie stopniowe
-za pomocÄ… wykrojnika lub matryc zukosowanych
-za pomocą stępli o różnej długości w przypadku równoczesnego wycinania kilku otworów
-podgrzewanie ciętego materiału, co powoduje zmniejszenie wartości Rt
Maksymalną wartość siły cięcia można obliczyć w przybliżeniu ze wzoru:
Pmax = k· Rt· S = k· Rt ·g·"l (1)
gdzie: S=g·"l  powierzchnia Å›cinana, Rt - wytrzymaÅ‚ość materiaÅ‚u na Å›cinanie, "l-
suma długości linii cięcia, k- współczynnik zależny od luzu(k=1,1-1,3).
Gięcie- jest procesem kształtowania przedmiotów z blach, prętów, kształtowników,
drutów i rur
Polega na trwałym odkształceniu materiału pod wpływem momentu
zginającego, bez naruszenia jego spójności. zostaje zachowana
prostoliniowość tworzących, zmiana krzywizny kształtowanego materiału zachodzi w
jego płaszczyz
nie. Proces gięcie realizowany jest na zimno jak i na gorąco.
Biorąc pod uwagę stosowany do kształtowania elementów typ maszyn wyróżnić
można następujące metody gięcia:
- na prasach- najczęściej stosowanym sposobem kształtowania wyrobów giętych.
- za pomocą walców- służy do produkcji rur ze szwem, płaszczy zbiorników wytwarzanych z blach o
różnej grubości i szerokim zakresie wymiarów, do prostowania blach, taśm, prętów i drutów.
- za pomocą przeciągania- wytwarza się różnego rodzaju rury, kształtowniki z taśm i pasków blachy
Gięcie obejmuje operacje;
Operacje typu :Wyginania zaginania zwijania zawijania profilowania
wykonywane sÄ… na prasach.
Zwijanie  na zwijarkach między trzema rolkami lub przez owijanie na obracającym się bębnie.
Profilowanie realizowane jest metodą walcowania wzdłużnego między dwoma walcami.
Skręcanie przeprowadzić można na skręcarce lub wykorzystując do tego rolki skręcające.
Prostowanie przeprowadzić można za
pomocÄ… pras bÄ…dz
z wykorzystaniem układu walców.
Przy gięciu na prasach otrzymać określone elementy, długie kształtowniki o złożonych
przekrojach poprzecznych. specjalne prasy zwane krawędziowymi, umożliwiają one gięcie
kształtowników o długości do kilku metrów.
Przy realizacji procesu gięcia wyróżnić
- gięcie sprężyste,
- gięcie plastyczne,
- dotłaczanie.
W przypadku gięcia jego cechą charakterystyczną jest zmiana krzywizny osi
kształtowanego przedmiotu. Odkształcenia gięcia można przeprowadzać do pewnej
wartości naprężenia, po przekroczeniu której nastąpi uszkodzenie giętego
przedmiotu. Po stronie rozciągania powstać mogą pęknięcia a po stronie
ściskanej fałdy.
Zjawisko pękania nastąpić może przy pewnej krytycznej wartości
promienia gięcia, dla której to zostanie naruszona spójność materiału. Wartość
tego granicznego promienia gięcia w sposób istotny zależy od plastyczności
materiału. Metale bardzo plastyczne, przy tych samych grubościach
kształtowanych elementów, można zginać na znacznie mniejsze promienie niż
materiały twarde. Pamiętać należy o położeniu linii gięcia w stosunku do
kierunku walcowania. Najmniejszy promień można zastosować, gdy linia
gięcia jest prostopadła do kierunku walcowania. Bardzo duże znaczenie mają
również różnego rodzaju wady powierzchniowe , do których zaliczyć możemy:
nierówności, naderwania i rysy. Ich wpływ jest szczególnie mocny, kiedy
znajdują się po stronie działających naprężeń rozciągających przyspieszając
pękanie materiału. Z tego powodu elementy wykrawane należy giąć w ten
Wyznaczanie wymiarów wyjściowych: Położenie warstwy zerowego wydłużenia zależy od
rodzaju materiału, jego grubości i parametrów gięcia. Zaliczyć do nich możemy przede wszystkim kąt
gięcia, promień gięcia, siłę dogniatania oraz siłę tarcia. W przypadku, gdy wewnętrzny promień gięcia
jest większy od sześciu grubości giętego materiału to przyjmuje się, że warstwa neutralna leży w
połowie grubości materiału.
Przy promieniu mniejszym od sześciu grubości położenie warstwy neutralnej przesuwa się w kierunku
warstw Å›ciskanych i znajduje siÄ™ w odlegÅ‚oÅ›ci X·g od wewnÄ™trznej powierzchni giÄ™cia. W przypadku
tym zaobserwować można pocienienie materiału w obszarze gięcia. W tabeli 6 podano wartości
współczynnika X w funkcji r/g. WartoÅ›ci te dotyczÄ… stali miÄ™kkiej zginanej o kÄ…t 90º.W przypadku
dokładnego ustalenia długości, wymiary elementu giętego ustala się doświadczalnie. Po
zakończonym gięciu i usunięciu obciążenia odkształcenia sprężyste powodują niezamierzoną zmianę
kształtu kształtowanego elementu. Zjawisko zmiany kształtu po odciążeniu nazywa się
sprężynowaniem lub powrotnym odkształceniem sprężystym. Z tego też względu, w celu otrzymania
żądanego kształtu, należy części robocze narzędzi kształtujących odpowiednio skorygować. Ze
względu na dużą liczbę czynników wpływających w sposób istotny na kąt sprężynowania,
teoretyczne ustalenie jego wartości jest mało precyzyjne. Dokładne wartości kąta sprężynowania
należy ustalić w sposób doświadczalny. Dla gięcia z rozciąganiem sprężynowanie materiału może
praktycznie nie występować. Należy pamiętać, że decydujący wpływ na kąt sprężynowania materiału
ma promień gięcia. Im większy promień gięcia tym większe jest sprężynowanie. W przypadku gięcia
wyrobów w kształcie litery V, o bardzo małym promieniu gięcia, może wystąpić sprężynowanie
materiału o ujemnej wartości. Przejawia się to tym, że po odciążeniu kąt gięcia jest mniejszy od kąta
w czasie realizacji procesu gięcia.
TÅ‚oczenie
Tłoczenie-przetłaczanie, wytłaczanie - wytłoczkę uzyskuje się poprzez odwzorowanie jej kształtu z
blachy za pomocą stempla i matrycy. Zazwyczaj płaska blacha zostaje przekształconą w wytłoczkę o
żądanych wymiarach
W czasie wytłaczania
-w odkształconej części walcowej panuje stan jednoosiowego naprężenia rozciągającego,
-w dnie wytłoczki dwuosiowe naprężenie rozcią-gające.
-W kołnierzu występują promieniowe naprężenia rozciągające i obwodowe
naprężenia ściskające
W czasie tłoczenia naprężenia nie mogą osiągnąć dowolnie dużych naprężeń ponieważ występują
zjawiska ograniczajÄ…ce jak :
Pękanie fałdowanie zmniejszenie grubości blach ścianki utrata stateczności blachy
Zakłócają proces wytłaczania, stanowią granicę naprężeń jakim może zostać poddana wytłoczka
Tłoczność blach-  jest to jej zdolność do plastycznego kształtowania, która nie powoduje
powstania wad wytłoczek
wadę wytłoczki- uznaję się odstępstwo od założonych wymiarów geometrycznych, przy których nie
może ona spełniać swoich funkcji
Zjawiska ograniczające plastyczne kształtowanie wytłoczki:
" Lokalizacja odkształceń w postaci bruzdy widocznej na powierzchni blachy, pro-wadząca do
pęknięcia w miejscu przewężenia.
" Pęknięcie materiału, będącego w stanie sprężystym po procesie tłoczenia (na sku-tek naprężeń
własnych).
" Pęknięcie blachy przez ścięcie w warstwie ścinania (bez wcześniejszego powstania bruzdy).
" Niepożądany przebieg odkształcania, objawiający się fałdowaniem kołnierza i niepodpartych
obszarów wytłoczki oraz powstawaniem uch.
" Szybkie zużycie narzędzi, spowodowane nadmiernym naciskiem wywieranym na ich powierzchnie
robocze (np. pękanie stempli).
" Określone wady powierzchni wytłoczki (rysy, zatarcia itp.).
Istnieje wiele czynników wpływających w sposób istotny na proces tłoczenia
blach, można je podzielić na dwie grupy:
" czynniki zależne od materiału blachy
K  współczynnik krzywej umocnienia,
n  współczynnik krzywej umocnienia,
r  anizotropia normalna,
ź  współczynnik tarcia.
tłoczonej,-wykładnik krzywej umocnienia, współczynnik anizotropii normalnej, współczynnik tarcia
między blachą a narzędziami do tłoczenia
" czynniki zależne od rodzaju narzędzi i przyrządów do tłoczenia
Rs promień stempla,
Rm promień matrycy,
s  luz pomiędzy matrycą i stemplem,
Fd  siła dociskacza,
v  prędkość stempla,
GRANICZNY WSPÓA
CZYNNIK TA
OCZENIA
Faldowanie blach Powstające naprężenia obwodowe (ściskające) w kołnierzu wytłoczki mogą stać
się przyczyną utraty stateczności blachy Zjawisko to występuje często przy małej grubości względnej
blachy Dla małego stopnia odkształcenia i stosunkowo dużej grubości materiału wystąpie-nie fałd
jest utrudnione wskutek dużej stateczności kołnierza. Fałdowanie blachy do-tyczyć może także
innych części wytłoczki, w tym powierzchni które nie mają bezpo-średniego kontaktu z narzędziami.
Aby zapobiegać fałdowaniu się płaskiego kołnierza stosuje się docisk blachy do powierzchni matrycy
za pomocÄ… dociskacza
Wytłaczanie może być realizowane różnymi metodami.
- za pomocą sztywnych narzędzi
- hydrauliczne zewnętrzne
- hydrauliczne wewnętrzne
- wybuchowe
- elektromagnetyczne
Walcowanie
W procesie walcowania żądany kształt przedmiotu otrzymuje się za pomocą odkształcenia
plastycznego materiału między obracającymi się i współpracującymi ze sobą walcami, tarczami lub
rolkami.
Ze względu na rodzaj ruchu walcowanego materiału, kształt i ustawienie walców, rozróżnia się
walcowanie:
- wzdłużne-w którym materiał wykonuje ruch postępowy, a walce o osiach wzajemnie równoległych
obracają się w kierunkach przeciwnych- blachy, taśmy, pręty i kształtowniki;
- poprzeczne- w którym materiał wykonuje ruch obrotowy, a walce o osiach równoległych obracają
się w zgodnym kierunku  śruby, wkręty i koła zębate;
- skośne w którym materiał wykonuje ruch postępowo-obrotowy, a walce o osiach wzajemnie
skośnych obracają się w zgodnych kierunkach  tuleje rurowe, kule itp.;
- okresowe w którym materiał wykonuje ruch postępowy lub postępowo-zwrotny, a walce o osiach
równoległych (o przekrojach niekołowych) obracają się przeciwnych kierunkach  tuleje rurowe,
przedkuwki w formie prętów o zmiennym przekroju, wyroby ornamentowe, itp.;
- specjalne, które jest kombinacją omówionych sposobów walcowania - koła wagonowe i inne
wyroby o złożonym kształcie.
W procesie walcowania tylko niewielka część materiału, poddana naciskowi walców, jest
odkształcana plastycznie
kotliną walcowniczą- Obszar zawarty między walcami
Materiał wchodzący do walców ma grubość g0, szerokość b0, długość l0 i powierzchnie przekroju
poprzecznego F0.
Po przejściu między walcami, czyli po jednym przepuście, jego wymiary zmieniają się odpowiednio na
g1, b1, l1, F1.
Zmianę wymiarów materiału określa się wskaz
nikami odkształceń, które zestawiono w tablicy 1
zasada stałej objętości- Podczas plastycznego odkształcania materiału przyjmuje się, że objętość jego
po odkształceniu jest równa objętości przed odkształceniem. Wynika to z faktu, iż odkształcenia
objętościowe ciał metalicznych są bardzo małe i są rzędu wielkości odkształceń sprężystych. Zgodnie
zatem z zasadą stałej objętości:
V 0= V1 = g 0b0 l0 = g1 b1 l1
1.3. URZ
DZENIA DO WALCOWANIA
Podstawowymi urzÄ…dzeniami do walcowania sÄ… walcarki i urzÄ…dzenia pomocnicze, tworzÄ…ce razem
tzw. zespoły walcownicze. Walcarką (rys.4) nazywamy urządzenie złożone zwykle z trzech
zasadniczych zespołów: klatki walcowniczej, silnika napędowego oraz mechanizmu przenoszącego
ruch obrotowy silnika na walce.
Do walcowania wzdłużnego stosuje się dwa rodzaje walców: gładkie (rys.6a) służce do walcowania
blach i taśm oraz bruzdowe (rys.6b) stosowane do walcowania kształtowników, prętów i rur.
Nazwa walców bruzdowych pochodzi stąd, że na walcu wykonane są nacięcia zwane bruzdami. Dwie
bruzdy dwóch złożonych i współpracujących za sobą walców, tworzą wykrój, w którym odbywa się
walcowanie
Walcowanie na zimno stosuje siÄ™ w celu uzyskania:
- blach i taśm o grubości do dziesiętnych części milimetra,
- dużych dokładności wymiarów,
- małej chropowatości powierzchni,
- zmiany własności i struktury materiału.
Materiałem wyjściowym do walcowania blach i taśm na zimno są blachy walcowane na gorąco do
grubości ~ 4 mm. Przed walcowaniem na zimno przeprowadza się oczyszczanie powierzchni blachy ze
zgorzeliny poprzez wytrawianie. Do walcowania stosuje się walcarki kwarto w układzie ciągłym,
składającym się z dwóch do pięciu klatek.
Schemat układu ciągłego składającego się z pięciu klatek kwarto przedstawiono na rys.8. Blacha
rozwijana z rozwijarki przechodzi przez kolejne klatki i następnie zwijana jest na zwijarce. Prędkości
walcowania są bardzo duże i w ostatniej klatce dochodzą nawet do około 30 m/s, co zapewnia bardzo
duża wydajność procesu.
KUCIE
W procesie kucia materiał jest odkształcany trwale na gorąco lub na zimno pod działaniem uderzeń
młota, nacisku prasy lub walców.
W chwili uderzenia bijaka o metal (pomijajÄ…c straty energii) energia kinetyczna bijaka jest zamieniana
na pracę odkształcenia plastycznego.
Odkuwką-Wyrób uzyskany w wyniku kucia
Przedkuwką- jeżeli proces kucia jest wykonywany w kilku operacjach to odkuwka po pierwszym kuciu
nazywa przedkuwkÄ… w drugiej operacji (w kolejnych jest tak samo).
Odkuwki charakteryzujÄ… siÄ™:
" kształtem i wymiarami zbliżonymi do gotowej części,
" drobnoziarnistÄ… strukturÄ…,
" włóknistym rozkładem zanieczyszczeń,
" podwyższonymi własnościami mechanicznymi w stosunku do materiału wyjściowego.
W zależności od kształtu narzędzi i sposobu ich oddziaływania na odkształcany metal kucie dzielimy
na:
SWOBODNE
- w kowadłach płaskich,
- w kowadłach kształtowych (pół swobodne),
MATRYCOWE
- w matrycach otwartych,
- w matrycach zamkniętych.
Temperatura nagrzewania materiału. Procesy kucia dla większości metali i sto-pów wykonuje się na
gorąco, ma to na celu zmniejszenie nacisków potrzebnych do kształtowania dzięki zmniejszeniu
naprężenia uplastyczniającego oraz zwiększeniu wartości odkształcenia granicznego
Kucie swobodne może być realizowane ręcznie lub maszynowo. Do najczęściej stosowanych operacji
kucia swobodnego należą:
spęczanie, wydłużanie, przebijanie, poszerzanie, wgłębianie, przebijanie,
rozkuwanie, odsadzanie, przesadzanie, gięcie, przecinanie, skręcanie, zgrzewanie.
Kucie matrycowe:
Matryca otwarta jednowykrojowa stosowana jest do prostych kształ-tów 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 międzyopera-cyjnym odcinaniem wypływki, a także z
międzyoperacyjnym dogrzewaniem aż do uzyskania gotowej odkuwki. Materiałem wyjściowym mogą
być odcinki prętów bądz
też przedkuwki kute swobodnie.
Matryca otwarta wielowykrojowa jest stosowana do kucia dużej serii odkuwek o złożonych
kształtach. Odkuwka w tym przypadku jest kształtowana w kilku oddzielnych wykrojach znajdujących
siÄ™ w jednej matrycy.
Matryca otwarta wielokrotna jest stosowana do kucia wielkoseryjne-go 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 siÄ™ przez okrawanie.
Matryca zamknięta jednowykrojowa (rys. 17 b) tzw. bezwypływkowa jest podobna do matrycy
otwartej jednowykrojowej. Różnica polega na wcześniejszym zamknięciu wykroju matrycy, co
uniemożliwia wypływanie materiału na zewnątrz. Zaletą tej matrycy jest duża oszczędność materiału,
wadą natomiast konieczność stosowania materiału wyjściowego o ściśle określonej objętości oraz
pras o większych naciskach.