IMGB02 (2)

Ćwiczenie 7

PODSTAWOWE OPERACJE KUCIA SWOBODNEGO I. CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest zaznajomienie się z podstawowymi operacjami kucia swobodnego, tzn. spęczaniem i wydłużaniem oraz wyznaczenie wybranych parametrów tych operacji.

2 WPROWADZENIE

Kucie swobodne to sposób kucia, w którym wyrób kształtuje się przez zgniatanie kowadłami nie ograniczającymi przemieszczania się materiału w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku ich mchu Kucie swobodne może być realizowane ręcznie lub maszynowo na wiele sposobów, które różnią się między sobą techniką wykonywania operacji oraz ich ostatecznym efektem

Operacjami kucia swobodnego są między innymi:

-    spęczanie,

-wydłużanie,

-    dziwowanie,

-gięcie,

-cięcie,

-    skręcanie,

-zgrzewanie.

Najpowszechniej stosowane są dwie pierwsze, tzn. spęczanie i wydłużanie.

2.1. Spęczanie

Zgodnie PN-65/M-66003 jest to zgniatanie w jednym kierunku (wzdłuż osi głównej przedmiotu) prowadzące do zwiększenia wymiarów przekroju poprzecznego kosztem wysokości (długości) przedmiotu.

Spęczanie stosuje się w celu:

| uzyskania odkuwek o wymiarach przekrojów większych od wymiarów przekrojów materiału wyjściowego,

-ograniczenia nadmierną anizotropii własności mechanicznych odkuwki w kierunku wzdłużnym i poprzecznym,

- otrzymania lepszą jakości odkuwki poprzez zgrzanie pęcherzy, rzadzizn i nieciągłości znajdujących się we wlewkach

Spęczanie idealne winno być realizowane:

| - bez tarcia na powierzchniach styku materiału z kowadłami,

I - przy użyciu materiału jednorodnego w całej objętości,

| | przy użyciu materiału o identycznym stanie fizycznym - struktura, temperatura itp.,

| z jednakową wartością odkształcenia jednostkowego w przekroju prostopadłym do osi Równej,

| jednocześnie na całą powierzchni materiału stykającej się z kowadłem.

Przy zachowaniu wymienionych warunków zachodzi między płaskimi kowadłami tzw. spęczanie równomierne (idealne) polegające na tym, że materiał wyjściowy, np, w postaci walca o średnicy do i wysokości h₀, zostaje przekształcony podczas procesu w walec o średnicy di i wysokości hj. Ze względu na brak możliwości zachowania wszystkich warunków, a zwłaszcza warunku beztarciowego odkształcenia, w praktyce zachodzi spęczanie nierównomierne (rzeczywiste) charakteryzujące się występowaniem zewnętrznej sferyczności powierzchni bocznej walca, tzw. beczkowatości.

Spęczanie nierównomierne może być realizowane:

-    na całej wysokości (rys. 7. la),

-    miejscowo (rys. 7. Ib i c).

Rys. 7.1. Spęczanie nierównomierne:

a)    na całej wysokości materiału,

b)    miejscowe (w środku wysokości materiału),

c)    miejscowe (na końcu materiału)

Beczkowatość powstaje wskutek nierównomiernego rozkładu odkształcenia spowodowanego przestrzennym stanem naprężeń, który z kolei jest wywołany siłami tarcia. Strefy odkształceń i stan naprężenia w tych strefach pokazano na rys. 7.2.

Rys. 7.2. Strefy odkształceń i stan naprężeń w poszczególnych strefach:

I - strefa przypowierzchniowa ograniczonych odkształceń, II - strefa środkowa największych odkształceń, III - strefa zewnętrzna pośrednich odkształceń