Zagadnienia na techniki wytwarzania

Odlewnictwo – polega na nadaniu kształtów i wymiarów w wyniku doprowadzenia ciekłego metalu lub stopu do odpowiednio przygotowanej formy, który w rezultacie przyjmuje kształt wewn. formy zwany odlewem. Procesowi odlewania poddawane są wszystkiego rodzaju stale, żeliwo i metale kolorowe, brązy, miedzionikle, stopy aluminium, magnezu itp. najwięcej odlewów wykonuje się ze staliwa i żeliwa.

Formy trwałe – wykonane są najczęściej z metalu (betonu) i służą do wielokrotnego zalewania ciekłym metalem.

Formy jednorazowe – dominujące w przypadku stopów żelaza, są wykonywane najczęściej z różnego rodzaju piasków kwarcowych, które charakteryzują się dużą odpornością na wysokie temp.

Odlewaniem kokilowym grawitacyjnym nazywa się proces wykonywania odlewów w formach metalowych (kokilach) — grawitacyjnie, przy ewentualnym zastosowaniu rdzeni metalowych lub piaskowych.

Odlewanie ciśnieniowe stosowane jest do wykonywania stosunkowo niewielkich odlewów przy podawaniu metalu pod ciśnieniem wyższym od atmosferycznego. Najczęściej od 0,2 do 350 MPa. Metoda ta pozwala na uzyskanie odlewów o wysokich dokładnościach wymiarowych oraz dużych gładkościach powierzchni, w większości przypadków nie wymaga żadnej obróbki skrawanie. Technologię tą stosuje się szczególnie do wyrobów ze stopów aluminium. Ta metoda pozwala na produkcję wieloseryjną i masową części.

Formowanie skorupowe – Metalowe wzorce montowane są na płycie, a następnie wkładane do maszyny, która wpierw rozgrzewa je do temperatury około 200°C. Następnie na płytę wsypuje się piasek z dodatkiem żywicy termoutwardzalnej. Po kilku sekundach płyta i wzorce zostają oblepione piaskiem, który tworzy na nich skorupę. Nadmiar piasku jest usuwany poprzez obrócenie płyty. Następnie piaskową skorupę należy utwardzić. Płyta jest w tym celu ogrzewana w piecu rozgrzanym do 300-450°C przez zaledwie 2 minuty. Na końcu, skorupy okrywające wzorce są z nich zdejmowane przez mechanizm wypychający.

Odlewanie w formach wirujących –polega na wykorzystaniu do kształtowania odlewu siły odśrodkowej działającej na metal w wyniku wirowania formy.

Obróbka plastyczna – rodzaj kształtowania metali i stopów, w którym następuje zmiana kształtu półfabrykatu lub podzielenie elementu na co najmniej dwie części, które są efektem odkształceń plastycznych. W efekcie obróbki plastycznej zmianie ulegają właściwości mechaniczne, struktura oraz gładkość powierzchni. W najogólniejszym przypadku mozną podzielić ją w zależności od temp. Realizowaną na zimno lub gorąco. Wady: wysoki koszt maszyn i narzędzi. Zalety: Oszczędność materiału, Stosunkowo niskie koszty jednostkowe Polepszenie właściwości fizykalnych i mechanicznych przerobionego materiału. Obróbka plastyczna zachowuje ciągłość włókien, co zapewnia lepsze właściwości mechaniczne gotowego wyrobu. Możliwość nadawania skomplikowanych kształtów, które w innych technologiach są trudne bądź niemożliwe do osiągnięcia.

Uplastycznienie materiału jest nazywane stanem fizycznym wywołanym przez siły wewn., naprężenia, siły zewn., temp. w którym materiały są zdolne do płynięcia plastycznego.

Kucie – proces obróbki plastycznej polegający na zmianie kształtów półfabrykatów w wyniku zgniatania materiały będącego następstwem uderzania ubijaka, młota lub nacisku suwaka prasy.

Kucie swobodne jest to proces, w którym narzędzie wywiera nacisk tylko na część powierzchni metalu, a odkształcony metal może płynąć w kilku dowolnych kierunkach.

Kucie półswobodne – wykorzystuje się proste konstrukcyjnie narzędzia, częściowo ograniczające kierunek płynięcia metalu i zwiększające dokładność podkuwek.

Procesy kucia swobodnego oraz półswobodnego wykorzystuje się najczęściej w przypadku kształtowania podkuwek jednostkowych przy wykonywaniu podkuwek ciężkich w przypadku produkcji części zamiennych.

Procesy kucia swobodnego i półswobodnego stosuje się przy: przy wykonywaniu odkuwek ciężkich, produkcji jednostkowej i małoseryjnej, wykonywaniu części zamiennych i do celów remontowych, wstępnej obróbce plastycznej wlewków ze stali stopowych lub stopów o specjalnych własnościach na kęsiska i kęsy kute.
Kucie matrycowe polega na kształtowaniu objętościowym metali i ich stopów w wykroju narzędzi (matryc) w wyniku nacisku lub uderzenia. Cechą charakterystyczną jest to, że powierzchnie boczne narzędzi ograniczają swobodne płyniecie materiału i odkształcony metal przybiera kształt wykroju w narzędziu. Materiałem wsadowym jest przedkuwka, natomiast produktem jest odkuwka. W matycach otwartych jest rowek na wypływkę, natomiast w zamkniętych nie ma.

Etapy wypełniania wykroju matrycowego otwartego : Jeśli kucie odbywa się w matrycach otwartych (z wypływką) etapy wypełnienia wykroju wykończającego są następujące: a) spęczanie swobodne, b) wypełnianie wykroju matrycy, c) tworzenie wypływki, d) uzyskanie wymiaru wysok. odkuwki.

Etapy wypełniania wykroju matrycowego zamkniętego : Wypełnienie wykroju wykończającego w matrycach zamkniętych można podzielić na trzy etapy: spęczanie swobodne, wypełnianie wykroju matrycy, całkowite wypełnienie wykroju, kończy się z chwilą pojawienia się w szczelinie zamka nieznacznej wypływki.

Operacje procesu kucia swobodnego: spęczanie, przebijanie, wyzdłużanie, gięcie, przecinanie, skręcanie, zgrzewanie.

Rodzaje odkuwek:

I grupa obejmuje odkuwki drobne z osią wydłużoną, z osią wygiętą, z występami i rozwidlone.

II grupa obejmuje odkuwki drobne i średniej wielkości typu zaworów, sworzni, szklanek i czasz.

III grupa obejmuje odkuwki o kształcie pośrednim między odkuwkami grupy I i II. Do tej grupy zalicza się odkuwki zaworów, korpusów itp.

IV grupa obejmuje odkuwki otrzymywane drogą dokładnego kucia matrycowego. Do tej grupy zalicza się koła zębate cylindryczne i stożkowe.

Rola wypływki: tworzy wokół odkuwki pierścień zamknięty, który przeciwstawia się wypływaniu metalu z wykroju na zewnątrz, zabezpiecza matryce przed bezpośrednim wzajemnym uderzeniem i uszkodzeniem, magazynuje nadmiar wsadu po wypełnieniu wykroju.

Walcowanie – proces obróbki plastycznej realizowany na zimno lub gorąco w których odkształcanie materiału jest efektem jego zgniatania przez obrotowe narzędzia (walce, krążki). Wskutek walcowania następuje zmiana wymiarów oraz postaci walcowanego przedmiotu. Parametrami są wydłużenie(stosunek długości pasma po walcowaniu do początkowej długości), zmiana przekroju poprzecznego, gniot względny(stosunek gniotu bezwzględnego do wysokości początkowej pasma).

Klasyfikacja walcowania: wzdłużne, poprzeczne, skośne, okresowe, specjalne.

Ciągnienie jest procesem plastycznej przeróbki metali, w którym odkształcany półwyrób pod wpływem przeciągania go przez otwór narzędzia lub pomiędzy nienapędzanymi walcami, zmienia kształt oraz pole przekroju poprzecznego. Proces ten realizowany jest najczęściej na zimnoi stosowany do wytwarzania drutu, prętów, rur oraz profili specjalnych.

Ciągadła: monolityczne(oczkowe), składane(segmentowe),rolkowe | stałe, ruchome | o smarowaniu hydrostatycznym, hydrodynamicznym.

Ciągarki: ławowe(łańcuchowe, linowe, zębatkowe lub hydrauliczne), bębnowe.

Przeciąganie – realizowane jest z wykorzystaniem narzędzi wielo-ostrzowych gdzie ruch roboczy wykonuje przeciągacz podczas którego następuje ukształtowanie na gotowo zarysu otworu lub powierzchni zew.
Wyciskanie
jest procesem obróbki plastycznej, który polega na umieszczeniu półfabrykatu w pojemniku zakończonym matrycą i pod wpływem nacisku narzędzia (stempla) dochodzi do uplastycznienia materiału i jego wypływania przez otwór matrycy. Wyroby wyciskane charakteryzują się dobrymi własnościami mechanicznymi, dużą dokładnością wymiarów, czystą i gładką powierzchnią,. Zaletami tego procesu jest znaczne zmniejszenie naddatków technologicznych oraz strat materialnych, znacznie większa dokładność kształtowanych półfabrykatów w stosunku do technologii kucia i walcowania, łatwa automatyzacja procesu.

Rodzaje wyciskania: współbieżne(materiał płynie w kierunku zgodnym z ruchem tłoczyska), przeciwbieżne(materiał płynie w kierunku przeciwnym do kierunku ruchu tłoczyska), z bocznym wypływem materiału(materiał płynie w kierunku poprzecznym do ruchu tłoczyska), złożone(materiał płynie jednocześnie w kierunku zgodnym i przeciwnym do ruchu tłoczyska)

Cięcie – metoda kształtowania wyrobów i półfabrykatów która polega na oddzieleniu jednej części materiału od drugiej wzdłuż linii zamkniętej (wykrawania) lub linii nie zamkniętej (cięcie na nożycach). Proces rozdzielania materiałów zachodzi w wyniku koncentracji naprężeń wzdłuż linii cięcia.

Cechy: na powierzchni rozdzielenia można wyróżnić następujące strefy: zaokrąglenie górnej powierzchni, błyszcząca i gładka powierzchnia - strefa cięcia powstała wskutek odkształceń plastycznych, matowa i chropowata powierzchnia - strefa pękania powstała w wyniku pęknięcia, zadzior – ostry występ biegnący wzdłuż krawędzi przecięcia.

Fazy cięcia: Odkształceń sprężystych, Odkształceń sprężysto-plastycznych, Plastycznego płynięcia, Pękania, Całkowitego oddzielenia wyciętego przedmiotu od blachy.

Luz: Stan naprężenia przy cięciu można określić jako ścinanie ze zginaniem, przy czym udział zginania jest tym większy im większy jest luz. Trzeba pamiętać, że przy cięciu z małym luzem 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 luz, ale to z kolei powoduje wyginanie wyrobów.

Luz optymalny (ze wzgl. na pękanie) jest to taka wartość luzu, przy której pęknięcia rozchodzące się od krawędzi tnących spotykają się w jednym punkcie tworząc w przekroju kształt zbliżony do wydłużonej litery S.

Procesy kształtowania blach: Tłoczenie (proces podczas którego następuje przekształcenie kawałka blachy w wytłoczkę o powierzchni nierozwijalnej), Przetłaczanie (proces kształtowania wstępnie ukształtowanej wytłoczki, mający na celu uzyskania wyrobu o większej wysokości kosztem zmniejszenia średnicy, przy czym grubość ścianek może się swobodnie powiększać), Przewijanie (proces w którym wewnętrzna powierzchnia wytłoczki staje się powierzchnią zewnętrzną).

Metalurgia proszków – metoda wytwarzania metali z ich proszków, bez przechodzenia przez stan ciekły. Oddzielne cząstki proszków łączą się ze sobą w jednolitą masę podczas wygrzewania silnie sprasowanych kształtek w atmosferze redukującej lub obojętnej. Proces metalurgii proszków jest ekonomiczną metodą wielkoseryjnej produkcji elementów o niewielkich prostych kształtach, w wyniku której uzyskuje się w pełni zwarte sprasowane komponenty. Technologia ta umożliwia uzyskanie jednorodnej mikrostruktury wolnej od niemetalicznych wtrąceń i defektów.
Produkty metalurgii proszków mają wyjątkowe właściwości mechaniczne oraz dużą odporność na zużycie. Proces łączenia proszków nazywa się spiekaniem. W podwyższonej temperaturze proszek łączy się w lity, wytrzymały polikryształ.


Wyszukiwarka