Obróbka plastyczna – metoda obróbki metali i ich stopów polegająca na wywieraniu narzędziem na obrabiany materiał nacisku przekraczającego granicę jego plastyczności, mającego na celu trwałą zmianę kształtu i wymiarów obrabianego przedmiotu, a także zmianę struktury powodująca zmianę właściwości. Proces kształtowania może przebiegać w warunkach: na gorąco, na półgorąco lub na zimno. Klasyfikacja ta zależy od temperatury rekrystalizacji (odkuwki) odkształcanego metalu, a także – precyzyjniej – od prędkości odkształcenia w odniesieniu do prędkości rekrystalizacji. Ze względu na sposób odkształcenia, rozróżnia się głównie:
walcowanie – materiał zgniatany jest przez napędzane walce,
kucie – materiał kształtowany jest uderzeniem młota, kowarki lub naciskiem prasy,
wyciskanie – materiał znajduje się w pojemniku zwanym recypientem, a kształtowany jest poprzez wyciskanie z matrycy,
ciągnienie – materiał kształtowany jest poprzez przeciąganie przez oczko ciągadła,
tłoczenie, któremu poddaje się blachy i taśmy zmieniające kształt bez zasadniczej zmiany grubości.
Podczas obróbki plastycznej na zimno, tj. poniżej warunków rekrystalizacji danego materiału, uzyskuje się poprawę właściwości mechanicznych: wytrzymałościowych (Re, R02, Rm) i twardości (np. HB, HV), a jednocześnie pogorszenie odkształcalności, np: wydłużenia i przewężenia, w wyniku czego materiał staje się bardziej kruchy.
Technologia obróbki plastycznej była już znana 3000 lat przed naszą erą, odkształcanie odbywało się głównie poprzez kucie. Obecnie jest uważana za jedną z ważniejszych technologii obróbki metali. Statystyczny samochód składa się w 90% (obecnie te proporcje zmieniają sie na korzyść tworzyw sztucznych )z elementów wykonanych tą technologią. Karoseria jest tłoczona, natomiast podwozie (wałki, zawieszenie itd.) oraz elementy silnika (korbowody, wały korbowe, tłoki itd.) to odkuwki.
Zakres obróbki między Re a Rm.
Dobór opłacalnego materiału: jak największy zakre między Re a Rm oraz jak najniższe Re, co pozwala na mniejsze zużycie energii w celu obrobienia materiału.
Hipotezy wytrzymałościowe: T-H, H-M-H
Energia potrzebna do przekształcenia materiału jest sumą energii potrzebnej do pokonania oporu odkształcenia plastycznego oraz potrzebnej do pokonania sił tarcia na miejscu kontaktu materiału i narzędzia.
Rodzaje kucia: swobodne, matrycowe.
Miary odkształceń – obróbka plastyczna(to już to co było na ćw – walcowanie ogólnie, podstawowe wzory i pojęcia)
Zalety obróbki plastcznej:
oszczędność matriału,
stosunkowo niskie koszty jednostkowe,
polepszenie własności fizycznych i mechanicznych,
zachowuje ciągłość włókien co zapewnia lepsze własności mechaniczne,
możliwość nadania bardziej skomplikowanych kształtów niż w innych technologiach
Wady:
wysoki koszt narzędzi
PRASY:
Schemat kinematyczny – mechanizm korbowy
Przekładnia pasowa ma tę zaletę, że w przypadku zacięcia się mechanizmu i wystąpienia dużego obciążenia następuje uślizg po powierzchni koła pasowego co zapobiega zniszczeniu mechanizmu.
Wymagania ogóle:
Zawężenie tolerancji wymiaru i kształtu,
Wprowadzenie nowych gatunków stali i stopów o podwyższonych własnościach wytrzymałościowych( trudniej podających się odkształceniom plastycznym)
Każdy element musi spełniać parametry jakościowe, szczególnie:
Szybkobieżność,
Większa moc,
Zwiększenie trwałości, zmniejszenie masy,
D
D
Najtrudniej wykonać ramę prasy które musi być sztywne(najprościej odlewy – sztywne i tłumią drgania ale są ciężkie, materiałochłonne i trudno je zmontować),
Metoda elementów skończonych,
Automatyczna prasa kształtująca RST:
Automatyczna regulacja skoku,
Wypełnienie masą wyrównawczą,
Utrzymanie stałej temperatury przez system chłodzenia,
Korbowód rozmieszczony szeroko na bloku, zgodnie z długością slotu(?),
Wał napędzany dwoma korbowodami z oparciem w 4 łożyskach,
Hydrauliczne ustawienie pozycji suwaka(?)
Problemy przy automatyzacji procesu
Odwijanie taśmy z kręgu
Prostowanie materiału,
Podawanie materiału do tłocznika,
Usuwanie gotowych w(?),
Cięcie taśmy odp(?),
Nawijanie taśmy odp(?)
Często się nie odcina p(?), dopiero na końcu
HYDROFORMING
Rozpęczanie hydromechaniczne (RH):
Blach
Rur i profili
Przebijanie przez RH
Łączenie przez RH
Podwójne RH
RH przez elastomer
RH na gorąco
Wymagania:
Ciśnienie 50-1000MPa
Prędkość wtłoczenia cieczy 50l/min
Nacisk pras 7000-8000t,
Siła osiowa stępli >7000kN
ODKSZTAŁCALNOŚĆ
Parametry geometryczne – długość, promień, kąty itd.
Parametry materiałowe takie jak: wartość wykładnika krzywej umocnienia(materiał umacnia się w trakcie procesu, stawia coraz większy opór),
Parametry procesu –ciśnienie i siła osiowa,
Wydzielanie ciepła.
Rura staje się bardziej wytrzymała na zginanie i skręcanie,
Stosunek nośności do masy własnej jest korzystniejszy,
Występuje problem pocieniania ścianek na zagięciach,
Sekwencje czegoś:
Podawanie ciśnienia
Zamknięcie matrycy równocześnie z podaniem ciśnienia
Zalety:
Niższe ciśnienie
Pocienianie ścianek mniejsze
Metalurgia proszków