1.Tłoczenie- to proces obróbki plastycznej, który może być prowadzony na zimno lub gorąco. Stosowany jest do rozdzielania, kształtowania i łączenia materiałów w postaci blach, folii, płyt itp.
Tłoczenie przeprowadza się za pomocą przyrządów zwanych tłocznikami, przeważnie na prasach mechanicznych lub hydraulicznych.
Zalety procesu tłoczenia:
-możliwość uzyskania przedmiotów o różnych kształtach;
-duża wydajność w procesie produkcji;
-dokładność zapewniająca zamienność części tłoczonych;
-pełna automatyzacja i prosta obsługa;
-nisko koszt produkcji.
Tłoczenie kształtowe- podczas procesu nie dochodzi do rozdzielenia materiału.
Kształtowanie - proces technologiczny obróbki plastycznej stosowany na zimno lub na gorąco w celu uzyskania odpowiedniego kształtu detalu. Wymagany kształt uzyskujemy tłocząc blachy na prasach hydraulicznych lub mechanicznych wykrojnikiem.
Cięcie- jest to proces tłoczenia materiału naruszający jego spójność. Polega na oddzielaniu jednej części materiału od drugiej. Cięcie stosowane jest najczęściej w obróbce materiałów, która polega na wytworzeniu takiego stanu naprężenia w żądanym miejscu, aby nastąpiło w nim pęknięcie obrabianego przedmiotu poprzedzone zazwyczaj odkształceniami plastycznymi.
Rodzaje cięcia:
-mechaniczne- prace cięcia wykonuje przemieszczające się narzędzie wywierające nacisk na kształtowanym materiale;
-metodą spawalniczą – cięcie gazowe lub plazmowe;
-wiązką promienia lasera lub strumieniem wody pod bardzo wysokim ciśnieniem.
Cięcie może być wykonywane za pomocą nożyc lub narzędzi zamocowanych na prasach zwanych tłocznikami. Cięcie wykonywane tłocznikami nazywamy wykrawaniem, a tłoczniki wykrojnikami.
Operacje cięcia:
- odcinanie – całkowite oddzielenie wyrobu od materiału wzdłuż linii niezamkniętej;
-wycinanie- całkowite oddzielenie wyroku od materiału wzdłuż linii zamkniętej okalającej wycinany przedmiot;
-dziurkowanie- całkowite oddzielenie wyroku od materiału wzdłuż linii zamkniętej okalającej odpad;
-przycinanie- całkowite oddzielenie części materiału od wyroku wzdłuż linii niezamkniętej, oddzielona część jest odpadem;
-okrawanie- całkowite oddzielenie nadmiaru materiału na obrzeżu przedmiotu;
-nacinanie, nadcinanie- częściowe oddzielenie wzdłuż linii niezamkniętej;
-rozcinanie- rozdzielenie na części materiału;
-wygładzanie- oddzielenie małego naddatku materiału od przedmiotu uprzednio wyciętego.
2. Obróbka plastyczna na zimno:
Obróbka plastyczna na zimno
Wykrawanie: -dziurkowanie -nadcinanie -odcinanie -okrawanie -przycinanie -rozcinanie -wycinanie -wygładzanie |
Gięcie: -wyginanie -zaginanie -zwijanie -zawijanie |
Ciągnienie: -wytłaczanie -przetłaczanie |
Inne sposoby: -dotłaczanie -prostowanie -wywijanie -wygniatanie -obciskanie -rozpęcznianie |
---|
3. Cięcie
Fazy procesu cięcia (skrypt strona 62)
Siły występujące przy cięciu oblicza się w celu wyznaczenie nominalnego nacisku prasy i maksymalnej siły koniecznej do wycięcia wykroju lub otworu:
Pc = l • g • Rc [N]
gdzie:
-l –długość linii cięcia [mm];
-g –grubość materiału [mm];
-Rc –wytrzymałość materiału na ścianie [MPa].
Luz:
L = dm − ds
gdzie: dm- średnica otworu matrycy; ds- średnica stempla.
Zbyt mały:
- dodatkowa cześć materiału musi być cięta zanim nastąpi całkowite oddzielenie materiału;
-pęknięcie występuje wzdłuż dwóch powierzchni przesuwających się względem siebie;
-wzrost siły cięcia;
-powstaje druga faza wypolerowana oddzielona od pierwszej pasem matowej powierzchni złomu;
-powstaje zadzior na krawędzi materiału.
Zbyt duży:
-rozsunięcie krawędzi tnących powoduje wzrost momentu gnącego;
-znaczne wygięcie brzegów materiału;
- jednoczesne ścinanie i rozciąganie materiału;
-brak zjawiska sprężynowania, materiał nie zaciska się na stemplu.
4. Cięcie gumą:
Cięcie gumą swobodną lub w oprawie znajduje zastosowanie przy operacjach wycinania i dziurkowania w produkcji małoseryjnej, stosunkowo dużych przedmiotów z cienkich materiałów. Cięcie gumą wymaga większego naddatku.
Zalety:
-prosta budowa przyrządów;
-łatwość ustawiania przedmiotów na prasie.
Wady:
-konieczność stosowania dużych nacisków;
-szybie zużycie gumy;
-ograniczenie grubości blachy;
-duże zużycie materiału.
Siła potrzeba do cięcia gumą:
P = F • p [N]
gdzie: F- całkowita powierzchnia poduszki gumowej; p- jednostkowy nacisk niezbędny do przecięcia, zależy on od grubości materiału.
5. Gięcie
Gięcie- polega na trwałej zmianie krzywizn przedmiotu obrabianego. Jeżeli w wyniku tej obróbki otrzymuje się przedmiot zakrzywiony to mówimy o wyginaniu. Jeżeli gięcie powoduje wyprostowanie obrabianego materiału to mówi się o prostowaniu. Odmianą wyginania jest zwijanie.
Rozróżniamy następujące procesy gięcia:
-wyginanie- gięcie materiału podpartego na dwóch prostoliniowych krawędziach;
-zaginanie- gięcie materiału zamocowanego jednym końcem;
-zwijanie- gięcie kołowe na całej długości;
-zawijanie- gięcie kołowe materiału na części jego długości.
W procesie gięcia zmiany przekroju i naprężenia w giętym przekroju są tym większe im:
-mniejszy jest promień gięcia r;
-mniejszy jest kąt gięcia α;
-większa jest grubość materiału g.
Sprężynowanie materiału:
Przy operacjach gięcia na prasach zachodzi zjawisko powrotnego odkształcenia się materiału po usunięcia obciążenia, zwane sprężynowanie materiału, a kąt powrotu – kątem sprężynowania. Jest ono wynikiem naprężeń sprężystych wywołanych gięciem. Wielkość sprężynowania zależy od rodzaju materiału, obróbki cieplnej, grubości, kształtu przedmiotu oraz siły uderzenia.
6. Wyoblanie
Wyoblanie - rodzaj obróbki plastycznej wykorzystujący podatność materiałów do zniekształceń (po przekroczeniu granicy plastyczności), bez przerwania ciągłości kształtowanej blachy. Uzyskiwana jest z krążka blachy cienkościenna bryła obrotowa nieraz o bardzo skomplikowanym kształcie. W zależności od sposobu kształtowania materiału rozróżniamy:
-wyoblanie ręczne – (na wyoblarce ręcznej),
-wyoblanie mechaniczne – (na wyoblarkach automatycznych),
-zgniatanie obrotowe – (kształtowanie blach na zgniatarkach obrotowych).
Na skutek działania przyrządami kształtującymi (wyoblak, rolka do wyoblania), materiał zmienia postać uzyskując wygląd wirującej formy . Proces modelowania blachy za pomocą wyoblania odbywa się na obrabiarce nazywanej wyoblarką.
Wyoblać da się blachy miękkie, stalowe, miedziane, mosiężne, cynkowe, itp. Graniczna grubość materiału dla blach stalowych wynosi 1,5 mm dla metali nieżelaznych 1,5-2mm.
Profilowanie - przez rolki oraz układ rolek.
Proces ten zbliżony jest bardziej do gięcia niż walcowania, powierzchnia przekroju poprzecznego, jak również długość taśmy praktycznie nie ulegają zmianie. Materiał wyjściowy przepuszcza się przez układ rolek, które nadają mu żądany kształt. Rozróżniane są profile otwarte i zamknięte.
Profiluje się stal walcowana na zimno, aluminium, duraluminium, mosiądz oraz inne stopy. Grubość profilowanych blach 0,3-12 mm przy szerokości wyjściowej 400-500mm. Szybkość profilowania sięga 20-28 m/min.
Kucie:
Kucie to proces polegający na odkształcaniu metalu za pomocą nacisku lub energii uderzenia. Jeżeli urządzenie wywiera nacisk tylko na część powierzchni metalu a pozostała część powierzchni nie są ograniczone kształtem narzędzia i odkształcany metal może płynąć w różnych kierunkach to mamy do czynienia z kuciem swobodnym.
Wadami kucia swobodnego jest zbyt niska wydajność i jakość odkuwek oraz bardzo duże odpady. Dlatego kucie swobodne stosuje się przy małych seriach lub przy bardzo dużych i ciężkich odkuwkach. Przy pomocy tej metody kucia możemy otrzymywać odkuwki o dowolnej masie - do 200 t i większe.
Do wykonywania odkuwek metodami kucia swobodnego wykorzystuje się młoty sprężarkowe, młoty parowo-powietrzne i prasy hydrauliczne.
Proces technologiczny kucia swobodnego polega na wzajemnym łączeniu w dowolnej kolejności dowolnej liczby podstawowych operacji kuźniczych, do których zaliczamy:
- spęczanie- najszerzej stosowana operacja kucia. Polega na zmniejszaniu wysokości przy jednoczesnym powiększaniu przekroju poprzecznego obrabianego przedmiotu;
- wydłużanie, poszerzanie- są to operacje powiększania długości i szerokości. Poszerzanie zachodzi wówczas kiedy w wyniku kucia uzyskujemy wzrost szerokości większy od wzrostu długości;
-zacinanie, odsadzanie- są to operacje wstępne do częściowego wydłużenia. Najpierw płytko zacina się wsad w określonym miejscu, następnie nacięcie pogłębia się i powstaje odsadzenie części wsadu;
-rozkuwanie- (obróbka pierścieni) . Polega ona na zmniejszaniu grubości ścianki i zwiększaniu średnicy;
-przebijanie, wgłębianie- operacja polega na przebiciu otworu na wskroś, lub wykonanie otworu bez przebicia na wskroś;
-przesadzanie- operacja stosowana gdy zachodzi konieczność równoległego przesunięcia jednej części odkuwki względem drugiej;
-zginanie- małe odkuwki zgina się na kowadle lub imadle. Maszynowo gnie się odkuwki młotem lub suwnicą.
-przecinanie- operacja stosowana do cięcia wsadu, odcina się odkuwki, usuwa wady;
-zgrzewanie- polega na łączeniu metali pod wpływem nacisku bez udziału spoiwa.
Kucie matrycowe- polega na zgniataniu materiału między częściami matrycy, w której po złożeniu powierzchnie wewnętrzne tworzą kształt odpowiadający zewnętrznemu kształtowi kutego przedmiotu.
Wyróżniamy matryce zamknięte (bez naddatku-musi być odpowiednia ilość materiału) oraz otwarte (może być zapas materiału).
9.Ciągnienie- to proces głębokiego kształtowania na zimno materiału w postaci płaskich półwyrobów (wykrojów) w przedmioty wydrążanie (wytłoczki) o kształtach:
-obrotowych;
-skrzynkowych;
-złożonych.
Wyróżniane są dwie operacje ciągnienia wytłaczanie i przetłaczanie:
-wytłaczanie- płytka wyjściowa przekształca się w wytłoczkę z zamierzonym zmniejszeniem grubości ścianek wytłoczki;
-przetłaczanie- w czasie, którego następuje zmiana wymiarów poprzecznych wytłoczki.
Współczynnik ciągnienia:
Podczas ciągnienia występuje przemieszczanie się materiału jest ono spowodowanie oddziaływaniem elementów roboczych tłocznika na obrabiany materiał. Proces ten może przebiegać prawidłowo jedynie przy właściwie ustalonym współczynniku ciągnienia $m = \frac{d}{D}$ . Na wartość współczynnika wpływają następujące czynniki: grubość materiału i jego własności mechaniczne, stan powierzchni ciągnionego materiału, sposób ciągnienia (bez dociskacza, z dociskaczem) wielkość i kształt wyroku oraz liczba kolejnych operacji i szybkość ciągnienia.