03 Gięcie, semestr 6, Technologia produkcji i remontu


  1. GIĘCIE, OBCIĄGANIE I WYOBLANIE

    1. Gięcie blach i kształtowników

Procesy gięcia można podzielić na cztery grupy (rys. 3.1):

0x08 graphic

Rys. 3.1. Procesy gięcia: a - wyginanie, b - zaginanie, c - zwijanie, d - zawijanie.

Wyginanie można wykonywać na uniwersalnych prasach przy użyciu tłocznika wyginaka oraz na specjalistycznych prasach profilowych. W ten sposób wykonuje się z blach różne kształtowniki i profile szeroko stosowane w konstrukcji płatowców.

Profile o mniej skomplikowanych kształtach można wykonywać metodą zaginania na krawędziarkach mechanicznych. Umożliwiają one kształtowanie elementów o długościach nie większej niż długość zaginaka.

Na prasach profilowych można kształtować elementy dłuższe od belek kształtujących, poprzez stopniowe przesuwanie przedmiotu.

Wykonując wyginanie i zaginanie należy pamiętać o minimalnych promieniach gięcia. Zależą one od właściwości mechanicznych materiału, stanu jego obróbki cieplnej, grubości giętego materiału g oraz kierunku gięcia (względem włókien walcowania). Np. dla duralu PA7, w zależności od tego, czy kształtowanie wykonywane jest bezpośrednio po przesyceniu, czy też w końcowym etapie utwardzania dyspersyjnego (po starzeniu), minimalne promienie gięcia Rmin wyrażone krotnością g wynoszą:

0x08 graphic

Zwijanie części z blach wykonuje się na zwijarkach, tzw. walcach blacharskich. Do zwijania części z kształtowników stosuje się zwijarki, w których zamiast walców stosowane są profilowane rolki. Przy gięciu kształtowników dopuszczalny minimalny promień gięcia wynika najczęściej nie z wytrzymałości materiału, ale z niebezpieczeństwa wyboczenia się materiału w strefie, gdzie materiał podlega ściskaniu. Zapobiega się temu przez stosowanie specjalnych wkładów lub dzielenie procesu gięcia na kilka operacji. Przy gięciu rur stosuje się wypełnianie wnętrza rury cieczą pod wysokim ciśnieniem (rzędu 80 MPa). Innym popularnym sposobem jest wypełnianie rury suchym piaskiem i zaślepienie końców rury kołkami.

W produkcji jednostkowej i małoseryjnej w procesie gięcia dopuszcza się czasami możliwość powstania niewielkich deformacji, które następnie są usuwane w operacjach ręcznych.

Zawijanie stosowane jest do wykonywania zawiasów różnego rodzaju wzierników, klapek itp. części oraz do zaokrąglania ostrych krawędzi cienkich blach. Proces zawijania realizuje się najczęściej na prasach, stosując specjalne tłoczniki.

    1. Sposoby przeprowadzania procesów obciągania

Obciąganie to proces, w którym najczęściej płaski półfabrykat jest jednocześnie rozciągany i zginany na powierzchni sztywnego foremnika.

Głównymi zaletami obciągania w porównaniu z gięciem są:

Rozróżnia się następujące metody obciągania:

Obciąganie proste stosuje się najczęściej przy wykonywaniu niewielkich wycinków pokryć skrzydeł, usterzeń, kadłubów oraz owiewek połączeń skrzydła z kadłubem i usterzenia z kadłubem. W metodzie tej materiał w postaci blachy mocowany jest w dwóch lub czterech uchwytach (rys. 3.2), które mogą być stałe lub wahliwe z możliwością przesuwania w płaszczyźnie poziomej. Następnie materiał jest kształtowany przez foremnik (wzornik) przesuwający się prostopadle do płaszczyzny zamocowanego materiału.

0x08 graphic

Rys. 3.2. Schemat obciągania prostego (materiał mocowany w dwóch uchwytach).

Obciąganie rozciąganiem stosowane jest przy wytwarzaniu dużych powierzchni pokryć o małych krzywiznach oraz do formowania kształtowników (profili). W procesie tym materiał po zamocowaniu w uchwytach jest wstępnie rozciągany, a następnie owijany na foremniku. Ruch mogą wykonywać tylko uchwyty lub uchwyty i foremnik (rys. 3.3).

0x08 graphic

Rys. 3.3. Schemat obciągania rozciąganiem: a - rozciągnięcie materiału, b - gięcie materiału uchwytami, c - gięcie materiału foremnikiem.

Obciąganie obrotowe jest stosowane do kształtowania przedmiotów długich i wąskich, szczególnie różnego rodzaju profili. Po uzyskaniu wstępnego naciągu właściwe kształtowanie spowodowane jest ruchem obrotowym foremnika wraz z jednym uchwytem mocującym (rys. 3.4).

0x08 graphic

Rys. 3.4. Obciąganie metodą obrotową.

Obciąganie kołowe (pierścieniowe, roztłaczaniem) stosowane jest do nadawania ostatecznego kształtu półfabrykatom w kształcie walca lub stożka, wykonanych ze zwiniętych blach i zespawanych. W trakcie procesu obciągania nadaje im się nierozwijalne kształty (rys.3.5). Ten typ obciągania stosowany jest przy wykonywaniu segmentów zbiorników oraz osłon.

0x08 graphic

Rys. 3.5. Obciąganie metodą kołową: a - wzornikiem segmentowym, b - elastyczną matrycą.

Obciąganie metodą gięcia z belką wspomagającą polega na przymocowaniu materiału do specjalnej belki, którą poddaje się zginaniu. W trakcie zginania w przymocowanym materiale wystąpią naprężenia typowe dla procesu obciągania (rys. 3.6), co powoduje trwałe odkształcenie materiału.

0x08 graphic

Rys. 3.6. Obciąganie z belką wspomagającą

Podstawową wadą procesów obciągania są duże odpady materiałowe, spowodowane koniecznością stosowania znacznych naddatków, koniecznych dla dobrego uchwycenia skrajów blachy z której formowany będzie dany element.

Nie zawsze można go zrealizować w jednej operacji i wówczas konieczne jest stosowanie wyżarzania międzyoperacyjnego. O możliwości przeprowadzenia procesu obciągania w jednej operacji decyduje relacja między dwoma współczynnikami:

Jeżeli kg kw to obciąganie można wykonać w jednej operacji (bez wyżarzania). Wartości współczynników wyznacza się analitycznie z empirycznych zależności. Zależą one od wielu czynników, min. od: