1.Co rozumiemy pod pojęciem odkształcenie sprężyste, odkształcenie plastyczne?

Odkształcenie sprężyste to takie które nie jest trwałe gdyż materiał odkształcony po odjęciu siły powraca do swego pierwotnego kształtu. Odkształcenie plastyczne to takie które jest trwałe po odjęciu siły od materiału nie powraca on do swego pierwotnego kształtu.

2.Co oznacza termin umocnienie metalu? Wyjaśnić na podstawie krzywej jednoosiowego rozciągania.

Zmiana właściwości mech. metalu pod wpływem odkształcenia plast. na zimno; w wyniku umocnienia wzrasta twardość, wytrzymałość na rozciąganie, granica plastyczności, a zmniejsza się udarność i plastyczność. Polega na przesunięciu, zwiększeniu granicy plastyczności.

3.Co to jest zgniot? Co jest miarą wielkości zgniotu?

Zgniot jest to umocnienie pod wpływem odkształcenia plastycznego. Po odkształceniu ziarna zmieniają swój kształt i orientację; ulegają spłaszczeniu i wydłużeniu w kierunku odkształcenia. Wytrzymałość na rozciąganie jest znacznie wyższa wzdłuż kierunku dłuższych osi ziarn niż poprzecznych. Ze wzrostem zgniotu wzrastają własności mechaniczne, szybko maleją własności plastyczne

F_o-F₁ -zmiana przekroju materiału po odkształceniu, F_o- pierwotna wartość przekroju

4.Na czym polega mechanizm odkształcenia plastycznego przez poślizg i bliźniakowanie?

Poślizg- zjawisko przesunięcia się jednej części kryształu względem drugiej.

Bliźniakowanie- obrót jednej części kryształu względem drugiej.

5.Podać przykłady materiałów o największych zdolnościach do odkształceń plastycznych i dlaczego one należą do tej grupy materiałów.

Metale mające budowę sieci o większej liczbie płaszczyzn poślizgu różnie zorientowanych w krysztale wykazują lepszą plastyczność niż metale mające sieć krystalograficzną o małej liczbie płaszczyzn poślizgów rozmaicie zorientowanych w krysztale. Z tego powodu materiały w sieci A1 są lepiej odkształcalne plastycznie(miedź, złoto, cyna).

6.Co oznacza obróbka plastyczna na zimno i gorąco(cechy) i w jakim celu ją przeprowadzamy? Przykłady.

Na zimno w temp. niższej od temp. rekrystalizacji, następuje umocnienie.

Na gorąco w temp. wyższej od temp. rekrystalizacji, następuje umocnienie i natychmiastowe osłabienie przez rekrystalizację. Przykłady: kucie- proces ręcznej lub mech. obróbki plastycznej, w którym przedmiotowi nadaje się określony kształt; walcowanie- polega na wywieraniu na kształtowany materiał nacisków obracającymi się walcami maszyny zw. walcarką.

7.Co to jest temp. rekrystalizacji i jak ją określamy?

Najniższa temp w której zaczyna się proces, nazywa się temp rekrystalizacji Tr. Określa się ją w przybliżeniu, w zależności od temp topnienia Tt, wg wzoru Tr=a*Tt [K]

gdzie a = 0,1-0,2 dla metali o wysokim stopniu czystości, a=0,3-0,4 dla metali technicznie czystych, a= 0,5-0,6(0,8) dla stopów.

8.Wpływ temp. wyżarzania na strukturę i właściwości materiału zgniecionego na zimno.

Dopiero po przekroczeniu temp. rekrystalizacji rozpoczyna się tworzenie nowych ziarn. Po zakończeniu rekrystalizacji pierwotnej materiał ma strukturę złożoną wyłącznie z nowych ziarn. W materiale takim przy dalszym wzroście temp. wygrzewania występuje tylko niewielki wzrost wymiarów ziarn. Jednak od temp. zwanej temp. rekrystalizacji wtórnej, wzrost ten staje się gwałtowny. Obejmuje on pewne uprzywilejowane ziarna , których to granice przenoszą się w głąb sąsiednich ziarn. W początkowej fazie rekrystalizacji wtórnej występują znaczne różnice między wymiarami poszczególnych ziarn. Po zakończeniu tego procesu materiał ma budowę gruboziarnistą a więc ze względów technologicznych niekorzystną. Naprężenia własne ze wzrostem temp. obniżają się. Proces zdrowienia materiału umocnionego prowadzi do zaniku naprężeń własnych dopiero w temp. rekrystalizacji, przy odbudowie struktury materiału odkształconego. Własności mechaniczne najintensywniej zmieniają się w pobliżu temp. rekrystalizacji.

9.Zjawiska towarzyszące odkształceniom plastycznym na gorąco.

Na gorąco w temp. wyższej od temp. rekrystalizacji, następuje umocnienie i natychmiastowe osłabienie przez rekrystalizację.

Zdrowienie-polega na przegrupowaniu defektów budowy krystalicznej i zmniejszeniu ich gęstości.

10.Co to jest tekstura zgniotu, co wywołuje i kiedy powstaje?

Po odkształceniu ziarna zmieniają swój kształt i orientację; ulegają spłaszczeniu i wydłużeniu w kierunku odkształcenia, pojawia się tzw. tekstura(wzajemne równoległe ułożenie ziarn).Tekstura charakteryzuje się anizotropią. Teksturę wywołuje zgniot.

11.Podać warunek plastyczności dla trójosiowego układu naprężeń. Interpretacja geometryczna(zaznaczyć obszar trójosiowego równomiernego rozciągania lub ściskania odkształcenia sprężystego i plastycznego).

δ_p- granica plastyczności

Jeśli punkty leżą na tej bryle to spełniają równanie

Jeśli na zewnątrz to mamy do czynienia z odkształceniem plastycznym

Jeśli wewnątrz nie mamy do czynienia z odkształceniem plastycznym a tylko z odkształceniem sprężystym.

12.Czy wystąpi odkształcenie plastyczne materiału przy jednakowych wartościach naprężeń głównych?

Aby wystąpiło odkształcenie plastyczne musi powstać różnica naprężeń np. trójosiowe ściskanie cieczy w zamkniętym zbiorniku.

13.Warunek plastyczności dla płaskiego stanu naprężeń. Interpretacja geometryczna. Zilustrować wpływ izotropowego umacniania materiału.

δ₃=0 to wtedy podstawiając do warunku plastyczności otrzymamy δ₁²-δ₁δ₂+δ₂²=δ_p² (przy tłoczeniu)

14.Warunek plastyczności dla jednoosiowego stanu naprężeń.

Gdy δ₃=0 i δ₂=0 to podstawiając do wzoru na warunek plastyczności δ₁=δ_p.

Jeśli naprężenia δ₁ osiągną δ_p wtedy wystąpi odkształcenie plastyczne.

15.Co oznacza wsp. Lankforda?

Oznacza wielkość wystąpienia anizotropii normalnej. Wskutek różnych własności plastycznych próbki po rozciągnięciu będą różne b/b_o.

16.Co oznacza anizotropia płaska i normalna?

Normalna anizotropia- występuje wtedy gdy własności plastyczne blachy są identyczne we wszystkich kierunkach leżących na płaszczyźnie arkusza, ale różnią się od własności w kierunku prostopadłym(normalnym) do blachy.

Gdy R=1 to materiał o anizotropii zerowej

Gdy R≠1 to mamy do czynienia z anizotropią

17.Warunek plastyczności dla płaskiego stanu naprężeń i wykazującego anizotropię normalną. Porównać z materiałem izotropowym.

δ₃=0 to wtedy podstawiając do warunku plastyczności otrzymamy δ₁²-δ₁δ₂+δ₂²=δ_p² anizotropii brak

(1+r)δ₁²-2rδ₁δ₂+(1+r)δ₂²=δ_p²

18.Elipsa plastyczności dla materiału izotropowego R=1 i anizotropowego R>1.

19.Materiały wyjściowe i wyroby w procesie walcowania.

Materiały wyjściowe: półfabrykaty: wlewki, kęsy, kęsiska.

Wyroby w procesie walcowania: pręty, kształtowniki, taśmy, rury, wyroby specjalne.

20.Rozkład sił podczas walcowania. Warunek walcowania.

Tcosα>Nsinα

;
; T=μN

μN>tgα N ; μ> tgα ; μ=tg ρ ρ-kąt tarcia

tg ρ> tgα ; ρ>α

Żeby materiał byl pochwycony przez walce kąt chwytu αmusi być mniejszy od kąta tarcia ρ.

21.Rodzaje walców i ich budowa.

Walce mogą być proste lub bruzdowe. Walce bruzdowe różnią się od gładkich kształtem części środkowej- służą one do nadawania walcowanym materiałom określonych zarysów. Bruzdy kolejno wykonują różne operacje walcowania.

22.Metody walcowania blach cienkich.

Stosuje się walcarki pracujące w układzie czterech walców tzw. kwarto. Dwa walce środkowe o małej średnicy wykonują pracę walcowania. Stosowanie walców roboczych o małych średnicach umożliwia uzyskanie dużych nacisków jednostkowych przy małych siłach dociskających walca. Pola robocze wspierają się na walcach oporowych o dużych średnicach. Dzięki temu podczas walcowania blach walce robocze nie wyginają się pod naciskiem materiałów.

23.Etapy walcowania rur bez szwu. Przykładowa metoda.

Podstawowe operacje wykonywania rur bez szwów obejmują wykonywanie tulei rurowych, ich wydłużanie i walcowanie rur.

Tuleje wykonuje się na walcarce dziurującej o walcach skośnych systemem Monnesmanna, walcarce dziurowanej stożkowej lub talerzowej system Stiefla

Druga faza procesu otrzymywania rur jest walcowanie wydłużające tulei rurowych. Może być prowadzone metodami:

- walcowanie w walcarce pielgrzymowej

- walcowanie w walcarce automatycznej

- walcowanie ciągłe

- walcowanie wydłużające na walcarkach skośnych

operacje wykańczania obejmują walcowane kalibrujące lub redukujące, mające na celu nadawanie rurze ostatecznego kształtu i właściwego wymiaru. Następne czynności to cięcie rur, prostowanie, ewentualnie gwintowanie końców rur, prostowanie, pokrywanie powłokami antykorozyjnymi.

24.Co to są narzędzia uniwersalne, podać przykłady takich narzędzi.

Nożyce, Młoty, Przecinaki, Kowadła - mogą być pomocne przy wykonywaniu wielu rodzajów zabiegów i operacji technologicznych.

25.Co to są narzędzia specjalne, podać przykłady takich narzędzi.

Narzędzia specjalne to narzędzia służące do wykonywania ściśle określonego przedmiotu przy określonej metodzie jego wytwarzania. Przykłady: nożyce gilotynowe, prasy do dokładnego wykrawania, maszyny do gięcia.

26.Wymienić podstawowe operacje cięcia.

Cięcie jest procesem kształtowania przedmiotów polegającym na oddzieleniu jednej części od drugiej. Operacje cięcia za pomocą wykrojników:

• wycinanie - część wycięta (wewnętrzna) jest przedmiotem

• dziurkowanie - część wycięta (wewnętrzna) jest odpadem

• odcinanie - cięcie wzdłuż linii nie zamkniętej

• przycinanie - usuwany jest zbędny materiał który przylega do krawędzi przedmiotu

• nadcinanie - nie następuje rozdzielenie przedmiotu na dwie część

• odkrawanie - celem jest wyrównanie obrzeża materiału

• rozcinanie - celem jest oddzielenie od siebie dwu przedmiotów

• wygładzanie - celem jest nadanie powierzchni przecięcia żądanej dokładności i gładkości

27.Scharakteryzować i porównać wykrawanie jednozabiegowe i wielozabiegowe.

Wykrojniki wielozabiegowe- dla zwiększenia wydajności zabiegi prowadzące do uzyskania wyrobu można łączyć.

Wykrojniki jednozabiegowe - operacja prowadząca do uzyskania wyrobu z wyniku wykonywania kolejnych zabiegów oddzielnie na wykrojniku jednozabiegowym.

28.Obliczyć siłę potrzebną do wykrawania materiału o średnicy 20mm i grubości 2mm przy wytrzymałości na ścinanie 400MPa. Czy wartość ta będzie taka sama przy cięciu krawędzi

równoległymi i nachylonymi pod kątem?

P_max = lgR_t gdzie: R_t - wytrz. mat. na cięcie, l - długość linii cięcia, g - grubość ciętego mat.

DANE

R_t = 400Mpa = 400 10⁶ N/m²

g = 2mm = 2 10^-3m

l = obwód koła = 3,14 20mm = 62,8 10^-3m

SZUKANE

P_max = ?

P = 2 10^-3m 62,8 10^-3m 400 10⁶N/m²

P = 125,6 10^-6m² 400 10⁶N/m²

P = 50240N

29.Scharakteryzować fazy występujące w procesie cięcia.

W procesie cięcia mogą wystąpić następujące fazy:

• odkształceń sprężystych - w niej siły wywierane na blachę przez krawędzie stempla i płyty tnącej są względem siebie przesunięte, a powstały w ten sposób moment zginający powoduje wybrzuszenie blachy

• odkształceń sprężysto - plastycznych - następuje tu miejscowe uplastycznienie materiału, gdy siła tnąca ma dostateczną wartość

• plastycznego płynięcia - charakteryzuje się płynięciem materiału w otoczeniu powierzchni rdzenia, przy dużej średnicy stempla środkowa część materiału nie doznaje żadnych odkształceń trwałych

• pękania - pękanie pojawia się tam, gdzie materiał jest najbardziej odkształcony (w pobliżu krawędzi tnących)

• całkowitego oddzielenia wyciętego przedmiotu od blachy - nie występuje przy cięciu wzdłuż linii nie zamkniętej

30.W jakim celu określamy środek działania siły przy wykrawaniu?

31.Wpływ wielkości luzu na przebieg pękania oraz wygląd powierzchni przecięcia(strefy powierzchni cięcia).

Luzem optymalnym - nazywamy taki luz w wyniku którego cięcie przebiega w 5-ciu fazach, a pęknięcia wychodzące od obu krawędzi tnących spotykają się.

Powierzchnie otworu wykonanego z luzem optymalnym mają strefy:

• zaokrąglenie górnej powierzchni blachy w sąsiedztwie miejsca przecięcia

• powierzchnia walcowa jest błyszcząca i gładka ma rysy równoległe do osi otworu

• powierzchnia pękania pochylona do kierunku cięcia jest matowa i chropowata

• zadzior ostry występ na dolnej powierzchni blachy

Te same strefy występują w odwrotnej kolejności na powierzchni wyciętego przedmiotu

32.Podstawowe elementy konstrukcji wykrojników.

W wykrojniku wyróżnia się podstawę oraz głowicę. Głowica składa się z czopa mocującego, płyty głowicowej i stemplowej, przekładki i stempli. Podstawa składa się z trzech płyt: prowadzącej, tnącej i podstawowej ustawionej względem siebie kołkami i skręconych śrubami. Między górnymi płytami znajdują się listwy prowadzące taśmę. Elementami roboczymi wykrojnika są stempel tnący i płyta tnąca(matryca).

33.Wymienić podstawowe operacje tłoczenia.

Tłoczeniem - nazywa się proces technologiczny obróbki plastycznej w tłocznikach na zimno lub gorąco obejmujący cięcie i kształtowanie.

Cięcie składa się z operacji: odcinania, wycinania, dziurkowania, przecinania, odkrawania, nacinania, rozcinania, wygładzania

Kształtowanie odbywa się przez gięcie, którego operacjami są: wyginanie, zaginanie, zwijanie, skręcanie, profilowanie i ciągnienia które realizowane jest przez operacje: ciągnienia, przetłaczania, dotłaczania, wymijania.

34.Przebieg procesu wytłaczania. Definicja. Przedstawić zależność nacisku od drogi stempla.

Jeżeli naczynie ma być dość głębokie, a jego ścianki cienkie to wytłaczanie przeprowadza się z dociskaczem. Siła P wywierana przez stempel na dno wytłoczki jest przenoszona za pośrednictwem ścianek bocznych na kołnierz, który w wyniku plastycznego płynięcia stopniowo przekształca się w walcową ściankę. Podczas kształtowania pkt. A zbliża się do osi wytłoczki. Dno wytłoczki kształtowane jest przez rozciąganie ponieważ pkt. C oddala się od osi wytłoczki.

Wytłaczanie - odmiana ciągnienia polegająca na wytwarzaniu na prasach z płaskiego kawałka blachy wytłoczki w kształcie naczynia.

35.Co to jest wsp. wytłaczania?

Współczynnik wytłaczania jest to stosunek średnicy wytłoczki d₁ do średnicy D krążka (d₁/D =m₁). Gdy współczynnik wytłaczania jest mniejszy od pewnej granicznej wartości tego współczynnika to wytłaczanie zachodzi bez zerwania wytłoczki.

36.Przebieg procesu przetłaczania. Definicja. Przedstawić zależność nacisku od drogi stempla.

Pod wpływem nacisku stempla na dno wytłoczki swobodna jego część, przechodząc przez stożek matrycy stopniowo przekształca się w ściankę pionową. Następnie przez stożek matrycy przwchodzi część cylindryczna wytłoczki, zmniejszając swą średnicę. Obszar plastycznego płynięcia obejmuje stożek kształtujący i jest ograniczony punktami A i B. Pozostałe obszary wytłoczki są w stanie nie sprężystym.

Przetłaczanie - odmiana ciągnienia na prasach polegająca na zmniejszaniu wymiarów poprzecznych wytłoczki z jednoczesnym jej wydłużeniem.

37.Co to jest wsp. przetłaczania?

Współczynnik przetłaczania to stosunek średnic d₂/d₁ gdzie: d₁ - średnica przed wytłoczeniem, d₂ - średnica po wytłoczeniu. Gdy stosunek ten jest większy od pewnej wartości granicznej tego stosunku (d₂/d₁)_gr to maksymalna siła przetłaczania jest mniejsza od siły zrywającej P_max<P_zr

38.Ciągnienie, istota procesu, kształt otworu ciągadła.

Ciągnienie to obróbka plastyczna na zimno lub na gorąco mająca na celu zmianę kształtu i pola przekroju poprzecznego materiału w postaci drutu, pręta lub rury na skutek przeciągania go przez otwór narzędzia (ciągadła) lub między walcami. W celu uzyskania właściwych wymiarów często należy ciągnąć materiał przez kilkanaście ciągadeł. Ciągadło składa się z: stożka wejściowego(1), stożka smarującego(2), stożka zgniatającego(3), pierścienia kalibrującego(4), stożka wyjściowego(5).

Ciągadła wykonujemy z materiałów twardych i odpornych na ścieranie.

39.Scharakteryzować operacje kucia.

Do podstawowych operacji kucia swobodnego zalicza się: spęczanie miejscowe i całkowite, wydłużanie, poszerzanie, przebijanie, odsadzanie, przesadzanie, wgłębianie, cięcie, gięcie, prostowanie, skręcanie.

Spęczanie - polega na zgniataniu wzdłuż osi przedmiotu prowadzącym do zwiększenia wymiarów przekroju poprzecznego kosztem jego wysokości. Spęczanie może obejmować cały materiał lub jego część.

Wydłużanie - zgniatanie w jednym lub w dwóch kierunkach w czasie którego zwiększa się długość przedmiotu kosztem zmniejszenia jego przekroju poprzecznego.

Odsadzanie - otrzymywanie wyraźnej ostrej krawędzi zmiany przekroju czyli wyraźne zmniejszenie przekroju poprzecznego przez wydłużenie odsadzonej części.

Przesadzanie - równolegle przesunięcie jednej części odsadzonej względem drugiej.

Przebijanie - (wykonanie otworów lub wgłębień) przy wgłębianiu przebjiaka materiał płynie na boki i deformuje kształt obwódki.

Ciecie - następuje rozdzielenie lub nadcięcie przekuwki.

Gięcie - operacja zmieniająca kierunek osi materiału bez zamierzonej zmiany jego wymiarów poprze.

40.Opisać rodzaje kucia.

Dzielimy na ręczne i maszynowe oraz swobodne lub matrycowe.

Kucie matrycowe polega na nadawaniu kształtu wykonywanym przedmiotom za pomocą udarowo działającego narzędzia zwanego matrycą. Swobodne przemieszczanie mat. jest ograniczone ściankami wykroju matrycy.

Kucie swobodne - kształtowanie wyrobu w którym nie ma ograniczeń do przemieszczeń mat. w kierunku prost. do kierunku działania siły.

41.Omówić metody wyciskania, wady i zalety wyciskania.

1.Współbieżne - materiał płynie w kierunku zgodnym z kierunkiem ruchu stempla. 2.Przeciwbieżne - w kierunku przeciwnym do kierunku ruchu stempla. 3.Mieszane - jednocześnie w kierunku zgodnym i przeciwnym. 4.Boczne - w kierunku prostopadłym do kierunku stempla. Wady: mechaniczny schemat odkształcenia wymaga zwiększonych sił potrzebnych do odkształcenia co stwarza trudne warunki pracy narzędzia; odznaczają się nierównomiernością właściwości na przekroju i długości w wypadku nierównomiernego odkształcenia; w porównaniu z walcowaniem mały uzysk z powodu trudności doprowadzenia procesu do końca; mała żywotność oprzyrządowania. Zalety: występowanie trójosiowego stanu naprężeń co powoduje zwiększenie plastyczności mat.; nie występują straty mat. w postaci wypływek; uzyskiwanie dokładnych wymiarów przedmiotu dzięki czemu pomija się obróbkę wykończeniową; procesy wyciskania można łatwo mechanizować i automatyzować.

42.Istota działania pras i młotów. Różnice w oddziaływaniu na kształtowany materiał.

Prasy oddziaływają na kształtowany mat. w sposób statyczny. Młoty w sposób dynamiczny.

---