MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ
Teresa Myszor
Alina Turczyk
Wykonywanie profilowania i usuwania deformacji
konstrukcji 722[04].Z2.03
Poradnik dla ucznia
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2006
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
Recenzenci:
dr inż. Janusz Figurski
mgr inż. Marek Rudziński
Opracowanie redakcyjne:
mgr Alina Turczyk
Konsultacja:
mgr inż. Gabriela Poloczek
Korekta:
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 722[04].Z2.03
Wykonywanie profilowania i usuwania deformacji konstrukcji zawartego w modułowym
programie nauczania dla zawodu 722[04] kowal.
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2006
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
1
SPIS TREŚCI
1. Wprowadzenie 3
2. Wymagania wstępne 5
3. Cele kształcenia 6
4. Materiał nauczania 7
4.1. Podstawowe wiadomości z wytrzymałości materiałów 7
4.1.1. Materiał nauczania 7
4.1.2. Pytania sprawdzające 9
4.1.3. Ćwiczenia 9
4.1.4. Sprawdzian postępów 11
4.2. Deformacje konstrukcji w procesach kowalskich i odkształcenia technologiczne
konstrukcji spawanych 12
4.2.1. Materiał nauczania 12
4.2.2. Pytania sprawdzające 15
4.2.3. Ćwiczenia 15
4.2.4. Sprawdzian postępów 16
4.3. Sposoby nagrzewania, parametry nagrzewania i oprzyrządowanie 17
4.3.1. Materiał nauczania 17
4.3.2. Pytania sprawdzające 19
4.3.3. Ćwiczenia 20
4.3.4. Sprawdzian postępów 21
4.4. Przyrządy do oceny dokładności wymiarowej i kształtu konstrukcji 22
4.4.1. Materiał nauczania 22
4.4.2. Pytania sprawdzające 24
4.4.3. Ćwiczenia 24
4.4.4. Sprawdzian postępów 25
4.5. Oprzyrządowanie pomocnicze do procesów profilowania 26
4.5.1. Materiał nauczania 26
4.5.2. Pytania sprawdzające 28
4.5.3. Ćwiczenia 28
4.5.4. Sprawdzian postępów 29
4.6. Metody prostowania i oprzyrządowanie pomocnicze do procesów prostowania 30
4.6.1. Materiał nauczania 30
4.6.2. Pytania sprawdzające 34
4.6.3. Ćwiczenia 34
4.6.4. Sprawdzian postępów 35
5. Sprawdzian osiągnięć 36
6. Literatura 40
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
2
1. WPROWADZENIE
Poradnik będzie Ci pomocny w opanowaniu umiejętności z zakresu wykonywania
profilowania i usuwania deformacji konstrukcji.
W poradniku zamieszczono:
wymagania wstępne - wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane,
abyś bez problemów mógł korzystać z poradnika,
cele kształcenia - wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,
materiał nauczania - podstawowe wiadomości dotyczące zagadnień z zakresu
wykonywania profilowania i usuwania deformacji konstrukcji,
zestaw pytań do sprawdzenia, czy już opanowałeś określony materiał nauczania,
ćwiczenia, które pomogą Ci ukształtować umiejętności praktyczne,
sprawdzian postępów, który pozwoli sprawdzić czy opanowałeś umiejętności
i wiadomości z tego działu materiału nauczania,
sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań i pytań. Pozytywny wynik sprawdzianu
potwierdzi, że dobrze pracowałeś podczas zajęć i że opanowałeś wiedzę i umiejętności
z zakresu tej jednostki modułowej,
literaturę uzupełniającą.
Z rozdziałem Pytania sprawdzające możesz zapoznać się:
przed przystąpieniem do rozdziału Materiał nauczania  poznając wymagania wynikające
z zawodu,
po zapoznaniu się z rozdziałem Materiał nauczania, by sprawdzić poziom wiedzy
potrzebnej do wykonywania ćwiczeń.
Kolejny etap to wykonywanie ćwiczeń, których celem jest nabycie umiejętności
praktycznych. Po wykonaniu zaplanowanych ćwiczeń, sprawdz
poziom swoich postępów
wykonując Sprawdzian postępów.
W tym celu przeczytaj pytania i odpowiedz na nie. Odpowiedzi NIE wskazują luki
w Twojej wiedzy, informują Cię również, jakich zagadnień jeszcze dobrze nie opanowałeś.
Oznacza to także powrót do materiału, który nie jest dostatecznie opanowany.
Opanowanie przez Ciebie określonych umiejętności będzie stanowiło dla nauczyciela
podstawę przeprowadzenia sprawdzianu poziomu przyswojonych wiadomości
i ukształtowanych umiejętności. W tym celu nauczyciel może posłużyć się zadaniami
testowymi oraz próbą pracy.
W rozdziale 5 tego poradnika jest zamieszczony przykład takiego testu, zawiera on:
- instrukcję, w której omówiono tok postępowania podczas przeprowadzania sprawdzianu,
- przykładową kartę odpowiedzi, w której, zakreślisz poprawne rozwiązana do
poszczególnych zadań.
Bezpieczeństwo i higiena pracy
W czasie zajęć w pracowni musisz przestrzegać regulaminów, przepisów bezpieczeństwa
i higieny pracy oraz instrukcji przeciwpożarowych, wynikających z rodzaju wykonywanych
prac. Przepisy te poznałeś już podczas trwania nauki podczas wykonywania operacji
kowalskich, obróbki cieplnej i spawania.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
3
722[04].Z2
Usługi kowalskie
722[04].Z2.01
Weryfikowanie części maszyn
i urządzeń rolniczych
722[04].Z2.02
Naprawianie uszkodzonych części
maszyn i urządzeń rolniczych
722[04].Z2.03
Wykonywanie profilowania
i usuwania deformacji konstrukcji
722[04].Z2.04
Wykonywanie prac związanych
z podkuwaniem kopyt końskich
722[04].Z2.05
Rozliczanie prac kowalskich
Schemat układu jednostek modułowych
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
4
2. WYMAGANIA WST
PNE
Przystępując do realizacji programu nauczania jednostki modułowej powinieneś umieć:
stosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej oraz
ochrony środowiska,
wykonywać pomiary warsztatowe,
wykonywać podstawowe operacje kowalskie,
posługiwać się urządzeniami i sprzętem do spawania gazowego i elektrycznego,
posługiwać się dokumentacją techniczną,
wykonywać działania matematyczne,
posługiwać się kalkulatorem,
korzystać z różnych z
ródeł informacji,
porządkować i przechowywać informacje,
dokumentować i notować wyniki z wykonanych ćwiczeń,
dostrzegać i opisywać związki między naturalnymi składnikami środowiska, człowiekiem
i jego działalnością,
oceniać własne możliwości w zakresie wymagań stanowiska pracy i wybranego zawodu.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
5
3. CELE KSZTAA
CENIA
W wyniku procesu kształcenia uczeń/słuchacz powinien umieć:
zinterpretować pojęcia naprężeń, odkształceń sprężystych i plastycznych,
zinterpretować pojęcia granicy plastyczności oraz wytrzymałości materiału na różne
rodzaje obciążeń,
wyjaśnić przyczyny powstających deformacji konstrukcji w procesach kowalskich,
rozpoznać podstawowe rodzaje powstających odkształceń technologicznych konstrukcji,
dobrać sprzęt, parametry i sposoby nagrzewania w celu usunięcia podstawowych typów
odkształceń technologicznych,
posłużyć się podstawowymi przyrządami do oceny jakości wymiarowej i kształtu
konstrukcji przed i po prostowaniu,
skorzystać z instalacji pneumatycznych oraz obsługiwać narzędzia zmechanizowane,
posłużyć się oprzyrządowaniem pomocniczym do realizacji procesów profilowania
i prostowania,
posłużyć się zestawami palników gazowych do prostowania metodami bezudarowymi,
wykonać pracę z zastosowaniem zasad bezpieczeństwa i higieny pracy.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
6
4. MATERIAA
NAUCZANIA
4.1. Podstawowe wiadomości z wytrzymałości materiałów
4.1.1. Materiał nauczania
Wytrzymałością materiału nazywamy zdolność materiału do przeciwstawiania się
działaniu sił. Jest to największa wartość siły działającej, po przekroczeniu której następuje
zniszczenie materiału. Przykładem zniszczenia może być pęknięcie, zmiana kształtu.
W zależności od sposobu przyłożenia siły rozróżnia się różne rodzaje obciążeń (rys.1).
Rys. 1. Przykłady obciążeń: a) rozciąganie, b) ściskanie, c) ścinanie, d) zginanie, e) wyboczenie, f) skręcanie
[13, s.117]
Gdy na element działa dwa lub więcej rodzajów obciążeń, wówczas występuje
obciążenie złożone. Oprócz wytrzymałości ciała stałe charakteryzują się jeszcze
właściwościami takimi jak sprężystość, plastyczność. Sprężystością nazywamy zdolność
powrotu materiału do pierwotnego kształtu i wymiarów po ustaniu działania siły.
Plastycznością nazywamy zdolność do trwałego odkształcenia pozostającego po usunięciu
siły, która wywołała to odkształcenie. Właściwość tą wykorzystuje się w obróbce plastycznej.
Naprężenie
Siły zewnętrzne wywołują w przekrojach elementów siły wewnętrzne. Stosunek siły
rozciągającej, ściskającej do pola przekroju prostopadłego do osi obciążenia lub stosunek
momentu siły do wskaz
nika wytrzymałości przekroju na zginanie nazywamy naprężeniem
normalnym. Stosunek siły stycznej do pola przekroju lub stosunek momentu skręcającego do
wskaz
nika przekroju na skręcanie nazywamy naprężeniem stycznym. Jednostką naprężenia
jest paskal [Pa].
M
s
� = [MPa]
W0
F
�r = [MPa]
S
Rys. 2. Rozkład naprężeń normalnych rozciągających Rys. 3. Rozkład naprężeń stycznych przy
[6, s.94] skręcaniu [6, s.170]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
7
Odkształcenia sprężyste i plastyczne
Większość metali poddana działaniu sił zewnętrznych różnymi rodzajami obciążeń
wykazuje właściwości sprężyste i plastyczne. Aby określić granice występowania tych
właściwości poddaje się próbom wytrzymałości na rozciąganie, ściskanie, zginanie,
skręcanie, ścinanie, w czasie których określa się granice plastyczności i wytrzymałości.
Granica plastyczności jest to naprężenie, po osiągnięciu którego następuje wyraz
ny wzrost
wydłużenia (punkt E na wykresie rozciągania) lub skrócenia (próba ściskania) próbki bez
wzrostu lub nawet przy spadku obciążenia.
Rys. 4. Wykres rozciągania stali o niskiej zawartości węgla [14,s.167]
Stosunek siły Fe do pola przekroju próbki S0 nazywamy granicą plastyczności (Re):
Fe
Re = [Pa]
S0
Wytrzymałość materiału na rozciąganie Rm jest to stosunek największej siły Fm (punkt M),
przenoszonej przez próbkę do pola pierwotnego pola S0 przekroju próbki:
Fm
Rm = [Pa]
S0
Do prób wytrzymałościowych używa się próbek wykonanych według PN-91/H-04310.
Odkształcenia próbki obserwuje się na odcinku pomiarowym lo.
Rys. 5. Kształt i wymiary próbki na rozciąganie z główką do chwytania w szczęki [15, s.22]
Próby wytrzymałościowe na rozciąganie, ściskanie i zginanie przeprowadza się na
uniwersalnych maszynach z urządzeniami rejestrującymi siłę i odkształcenia w postaci
wykresu. Wykres umożliwia wyznaczenie charakterystycznych punktów w próbach
wytrzymałościowych:
granicę proporcjonalności, jest to naprężenie, do którego wydłużenie jest próbki jest
wprost proporcjonalne do siły rozciągającej (punkt H),
granicę sprężystości, jest naprężenie, do którego ciała zachowują się jak ciała sprężyste
(punkt S),
granicę plastyczności, jest to naprężenie Re, po osiągnięciu którego następuje wyraz
ny
wzrost wydłużenia (punkt E),
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
8
 wytrzymałość materiałów Rm, jest to naprężenie przy największej sile Fm przenoszonej
przez próbkę (punkt M).
Rys. 6. Uniwersalna maszyna wytrzymałościowa [15,s.19]
Sposób przeprowadzenia pozostałych prób wytrzymałościowych, twardości i udarności
zostało pokazane w jednostce modułowej 722[04].Z1.03.-Wykonywanie podstawowych
operacji obróbki cieplnej metali.
4.1.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie znasz rodzaje odkształceń?
2. Co jest naprężenie i jakie znasz rodzaje naprężeń?
3. Czym się charakteryzują ciała sprężyste?
4. Na jakich maszynach przeprowadza się próbę zrywania?
5. Jakie charakterystyczne punkty wyróżnia się w czasie badania wytrzymałości na
rozciąganie?
6. Jak wyznaczamy wytrzymałość materiału na rozciąganie?
4.1.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Wykonaj statyczną próbę rozciągania dla próbek ze stali St3S i 35 ulepszonej cieplnie.
Wyznacz granicę plastyczności i wytrzymałość materiału obu próbek Narysuj wykresy
rozciągania.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) zmierzyć średnicę próbki w 2 wzajemnie prostopadłych kierunkach przy pomocy
mikrometru, uśrednić i zapisać wyniki pomiarów,
2) narysować próbkę,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
9
3) wycechować próbkę i oznaczyć jej długość pomiarową,
4) ustalić skalę siłomierza:
dobrać skalę siłomierza tak, aby jej zakres nie przekroczył 40%Fm przy rozciąganiu,
obliczyć orientacyjnie Fm = S0�Rm; Rm należy przyjąć z norm dla danego gatunku
próbki,
5) zamocować próbkę w uchwycie,
6) wykonać próbę zerwania próbki:
szybkość rozciągania próbki do osiągnięcia granicy plastyczności nie powinna
przekroczyć 4mm/s, powyżej tej granicy nie może być większa od 20mm/s,
odczytać Fe i Fm na skali siłomierza,
7) po zerwaniu próbkę wyjąć z uchwytów,
8) wykonać obliczenia Re i Rm,
9) wykonać próbę zerwania dla drugiej próbki,
10) porównać otrzymane wyniki z właściwościami wytrzymałościowymi z norm,
11) narysować wykresy rozciągania,
12) zestawić wyniki obu prób i napisać wnioski.
Wyposażenie stanowiska pracy:
maszyna wytrzymałościowa,
próbki,
mikrometr,
skalarka,
kalkulator,
normy,
literatura zgodna z punktem 6 poradnika.
Ćwiczenie 2
Na podstawie przebiegu zginania pod kątem prostym prętów o średnicy 8mm
wykonanych ze stali o różnym składzie chemicznym i różnym stanie dostawy, dokonaj ich
uszeregowania pod względem granicy plastyczności.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) przygotować stanowisko do prób gięcia,
2) przygotować narzędzia i materiały,
3) dokonać prób gięcia,
4) dokonać oceny porównawczej wymaganej siły gięcia,
5) dokonać pomiarów uzyskanych kątów wygięcia poszczególnych prętów,
6) zanotować wyniki w formie tabelarycznej,
7) określić porównawczo plastyczność poszczególnych materiałów.
Wyposażenie stanowiska pracy:
stanowisko kowalskie do gięcia ręcznego,
próbki materiałów,
suwmiarka,
kątomierz,
normy,
literatura zgodna z punktem 6 poradnika.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
10
4.1.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz: Tak Nie
1) określić rodzaj obciążeń od sposobu działania sił zewnętrznych?
2) wymienić własność metali do odkształceń trwałych?
3) pokazać na wykresie rozciągania wydłużenia sprężyste?
4) wykonać próbę rozciągania?
5) wyznaczyć granicę plastyczności i wytrzymałość materiału
na podstawie próby rozrywania?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
11
4.2. Deformacje konstrukcji w procesach kowalskich
i odkształcenia technologiczne konstrukcji spawanych
4.2.1. Materiał nauczania
Deformacje konstrukcji w procesach kowalskich
Celem robót kowalskich jest zachowanie właściwych wymiarów przedmiotu, jego
kształtu i przebiegu włókien w materiale. Operacje kowalskie w pierwszej kolejności
zmieniają kształt przedmiotu przez wydłużanie, rozszerzanie, odsadzania lub inne czynności,
a następnie wykonuje się czynności nadające ogólny kształt przez zginanie, skręcanie,
przebijanie. Zamierzeniem konstruktora jest zachowanie określonego przebiegu włókien
w gotowym wyrobie, który powinien odpowiadać krzywiz
nie elementów.
a) b)
Rys. 7. Przebieg włókien w haku: a) wyciętym z blachy, b) odkutym [16,s.83]
Prostoliniowy przebieg włókien w blasze jest niekorzystny, gdyż element w czasie pracy
łatwo się odkształca i może się rozgiąć. Nadawanie elementom kształtu poprzez kucie
zabezpiecza przed deformacją w czasie użytkowania. W czasie nadawania elementom kutym
różnych profili następuje zmiana kształtu przekroju lub przesunięcia warstw. Jedną
z najważniejszych operacji jest spęczanie. W elemencie spęczanym występują trzy obszary,
w których materiał podlega przeobrażeniom.
Rys. 8. Spęczanie materiału: a-obszar bez odkształceń, b- obszar odkształcony, c-obszar spęczania [16,s.52]
Na powierzchni zewnętrznej powstają przy spęczaniu naprężenia rozciągające, które
powodują rozszerzanie i powiększanie drobnych usterek materiału, pęcherzy, porów.
Zjawiskiem niekorzystnym przy wykonywaniu operacji spęczania jest utrata stateczności
elementów zwana wyboczeniem i zależy ona od smukłości przedmiotu. Smukłość jest to
stosunek długości do średnicy lub grubości przedmiotu. Graniczna smukłość przy spęczaniu
wynosi 3, czyli zjawisko to nie wystąpi podczas spęczaniu jeżeli długość przedmiotu będzie
mniejsza od trzech grubości przedmiotu.
Rys. 9. Graniczne smukłości przy spęczaniu [16,s.53]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
12
W czasie zginania pręta w miejscu zginanym włókna zewnętrzne materiału wydłużają
się, wewnętrzne ulegają skróceniu. Zginając na kowadle materiał zagina się, tworząc łuk po
stronie zewnętrznej, a ostre zgięcie od strony kowadła. Pręt o przekroju okrągłym spłaszcza
się, a o przekroju prostokątnym zmienia się w zniekształcony trapez, zachowując tę samą
powierzchnię.
Rys. 10. Zginanie na kowadle [16,s.69] Rys. 11. Odkształcenia przekrojów prętów podczas
zginania [16,s.70]
Wyrównanie zniekształconych powierzchni zmniejsza przekrój i powoduje osłabienie
elementów. W rurach cienkościennych podczas zginania ulegają pofałdowaniu warstwy
wewnętrzne. Aby uniknąć deformacji przekrojów, operację zginania rur przeprowadza się
przy rurach napełnionych suchym piaskiem i po zakołkowaniu ich końców.
Rys. 12. Zniekształcenie cienkościennej rury podczas zginania [16,s.70]
Aby uniknąć zmniejszenia przekroju elementów zginanych stosuje się spęczanie przed, w
trakcie i po zginaniu.
Rys. 13. Spęczanie: a) przed zginaniem, b) podczas zginania, c) po zginaniu [16,s.70]
Odkształcenia technologiczne konstrukcji spawanych
Elementy spawane kurczą się we wszystkich kierunkach podczas stygnięcia spoiny,
wywołując skurcz grubości, skurcz poprzeczny i skurcz podłużny.
Rys. 14. Skurcz spoiny czołowej [5,s.164]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
13
Skurcz poprzeczny stalowych złączy doczołowych wykonanych na V może wynieść:
grubość blachy w mm 4 8 12 20
skurcz poprzeczny w mm 0,9 1,2 17 2,3
Dla złącz elementów swobodnych skurcz poprzeczny nie wywołuje w połączeniu
spawanym żadnych naprężeń. W przypadku, gdy elementy nie mają możliwości swobodnego
skurczu, następują odkształcenia plastyczne oraz w złączu powstają naprężenia wewnętrzne,
które mogą doprowadzić do pęknięcia. W złączach doczołowych skurcz poprzeczny
wywołany zostaje przez pierwszy ścieg, każde następne spowodują odkształcenia kątowe.
Rys. 15. Skurcz w blachach spawanych ukosowanych na V [5,s.165]
Przy swobodnie leżących blachach odkształcenie kątowe wywołane spoiną V wyniesie:
grubość w mm 6 12 20 20
liczba ściegów w spoinie 2 5 8 22
odkształcenie kątowe w stopniach 10 30 70 130
W spoinie doczołowej na X podczas wykonywania ściegu raz z jednej raz z drugiej strony
można uzyskać odkształcenie kątowe równe zeru. Odkształcenia kątowe powstają także
w spoinach pachwinowych.
Rys. 16. Odkształcenia złączy teowych: a) złącze teowe przed spawaniem, b) złącze teowe spawane
jednostronnie, złącze teowe spawane dwustronnie [5,s.165]
Skurcz podłużny w krótkich spoinach nie odgrywa większej roli, natomiast w długich
spoinach może wywołać pofalowanie, wybrzuszenia i wygięcia, których w gotowych
zespołach spawanych są trudne do usunięcia.
Rys. 18. Zmniejszenie odkształceń blach cienkich przez:
a) zmianę spoiny na czołową,
Rys. 17. Pofałdowanie blach cienkich [5,s.166] b) spawanie w przyrządzie [5,s.167]
W blachach cienkich do grubości 4 mm skurcz podłużny wywołuje pofałdowanie blachy
w wyniku spęczenia w miejscu spawania. Taki sam rodzaj naprężeń powstanie w blachach
grubych, lecz nie wywoła on odkształceń ze względu na sztywność grubej blachy, ale
powstaną naprężenia wewnętrzne. Naprężenia wewnętrzne i naprężenia zewnętrzne są
niebezpieczne, bo ich suma może przekroczyć wytrzymałość materiałów i spowodować
zniszczenie konstrukcji. Skurcz i naprężenia zawsze wystąpią w pracach spawalniczych.
W związku z tym, konstrukcję dzieli się na mniejsze zespoły w ten sposób, aby spoiny mogły
odkształcać się swobodnie, a w przypadku wystąpienia odkształceń można było je
wyprostować przed składaniem w zespół. Odkształcenia spawalnicze można zmniejszać przez
odpowiednie ustawienie części przed spawaniem lub wstępne odkształcenie w przeciwnym
kierunku niż spodziewane odkształcenia.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
14
Rys. 19. Odkształcenia blach cienkich: 1-ustawienie części zgodnie z rysunkiem, 2-odkształcenia spowodowane
skurczem, 3-ustawienia części w kierunku przeciwnym do kierunku skurczu [5,s.167]
4.2.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jaki jest przebieg włókien w materiale kutym?
2. Co się dzieje z warstwami zewnętrznymi przy spęczaniu?
3. Jakie uszkodzenia powstają przy zginaniu rurek cienkościennych?
4. Jakie rodzaje skurczów powstają w spoinie?
5. Od czego zależy skurcz poprzeczny w spoinie?
6. Które ukosowanie: na V czy X likwiduje w czasie spawania odkształcenia kątowe?
4.2.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Porównaj deformację przy zginaniu rur napełnionych piaskiem i bez napełnienia
piaskiem.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) zamocować szablon lub rolkę w przyrządzie kowalskim,
2) napełnić jedną rurę piaskiem i zakołkować,
3) zamocować jeden koniec rury w imadle i wykonać zginanie według krzywizny szablonu
dla rur napełnionych piaskiem i bez piasku,
4) wykonać pomiary średnicy w miejscu zgięcia w kilku miejscach na obwodzie,
5) naszkicować przekrój rury przed zgięciem i na nim zaznaczyć kształt rury po zgięciu,
6) porównać wyniki pomiarów i ocenić deformację dla obu rur.
Wyposażenie stanowiska pracy:
przyrząd do zginania rur,
szablon, rolka,
rury do zginania (2 sztuki),
piasek, kołki drewniane,
suwmiarka.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
15
Ćwiczenie 2
Zmierz wielkość skrzywienia na długości przekutego pręta i dokonaj naprawy.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) ułożyć mierzony pręt na płycie traserskiej,
2) zmierzyć wielkość ugięcia za pomocą suwmiarki,
3) dokonać prostowania do osiągnięcia wymaganej prostoliniowości,
4) po kolejnych zabiegach prostowania dokonywać pomiarów prostoliniowości,
Wyposażenie stanowiska pracy:
płyta traserska,
kątownik,
suwmiarka,
stanowisko kowalskie do kucia ręcznego.
4.2.4. Sprawdzian postępów
Tak Nie
Czy potrafisz:
1) wskazać sposób zabezpieczania cienkościennych rurek przed
deformacją przy zginaniu?
2) określić w jaki sposób przeciwdziałamy skurczowi kątowemu?
3) wskazać spawanie, w którym odkształcenia kątowe są równe zeru?
4) uniknąć w czasie spawania powstawaniu skurczu poprzecznego?
5) ustawić do spawania doczołowego blachy, aby nie nastąpiło
odkształcenie spowodowane skurczem?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
16
4.3. Sposoby nagrzewania, parametry nagrzewania
i oprzyrządowanie
4.3.1. Materiał nauczania
Sposoby nagrzewania polegające na doprowadzeniu ciepła do metalu przez nagrzewanie
jego powierzchni kryją w sobie niebezpieczeństwo wywołania zbyt dużych różnić
temperatury między powierzchnią a wnętrzem przedmiotu w początkowym okresie (kruchości
na niebiesko), gdy stal ma jeszcze stosunkowo małą plastyczność, prowadzi to do
powstawania niebezpiecznych naprężeń cieplnych grożących pęknięciem i zniszczeniem
materiału. Stwierdzono, że dla większości gatunków stali konstrukcyjnych największa różnica
między temperaturą warstwy powierzchniowej a temperaturą środka przekroju nie powinna
przekraczać 250-3000C. Nagrzewanie oporowe i indukcyjne, przy którym ciepło wytwarza się
bezpośrednio w materiale, przez który przepływa prąd elektryczny doprowadzany z zewnątrz
lub wytworzony przez indukcję. Szybkość nagrzewania jest większa niż w poprzednich
sposobach, ponieważ materiał nagrzewa się równomiernie w całym przekroju, a na
powierzchni wyrobu powstaje mniej zgorzeliny. Metoda ta nazywa się bezzgorzelinowa.
Podstawowe parametry nagrzewania:
temperatura nagrzewania materiału
czas nagrzewania
współczynniki poprawkowe nagrzewania.
Temperatura nagrzewania materiału
W piecach kuz
niczych pracujących metodą ciągłą, gdy zimny materiał zostaje
stopniowo doładowany w miarę wyjmowania nagrzanego, temperatura pieca jest większa od
temperatury, do jakiej należy nagrzać materiał. Im większa jest ta różnica, tym szybciej
będzie się nagrzewać materiał.
Tabela 1. Temperatury kucia [11, s.602]
Materiał Normalny zakres temperatur kucia Najwyższa Temperatura
dopuszczalna przepalenia 0C
rodzaj Znak lub cecha Początek kucia Koniec kucia
temperatura
kucia 0C
Stal węglowa o zawartości
0,1% węgla St2S, 10 1250-1200 830-700 1300 1490
0,2% węgla St3S, 20 1220-1180 830-700 1290 1470
0,3% węgla St4, 25 1200-1150 850-730 1270 1450
0,35% węgla St5, 35 1200-1150 850-730 1250 1400
0,45% węgla St6, 45 1160-1120 850-730 1200 1320
0,55% węgla St7, 55 1140-1100 870-780 1180 1300
0,65% węgla 65, N6, N6E 1120-1080 870-780 1180 1280
0,9% węgla N9, N9E 1100-1050 900-800 1150 1220
1,2% węgla N12, N12E 1050-1000 900-820 1100 1150
Stal nierdzewna H17 SW18 1150-1100 920-880 1240 1380
Stal szybkotnąca SW18 1180-1140 950-920 1200 1350
Brąz - 800 700 - -
o zawartości 5%
cyny
Mosiądze - 800 650 - -
i tombaki
Stopy aluminium - 480 400 500 -
Stopy magnezu - 400 300 - --
Stopy cynku - 260 200 - -
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
17
Jeśli kowal zakończy kucie w temperaturze wyższej od temperatury końca kucia, to
w gotowej odkuwce zajdzie samorzutnie proces rozrostu ziaren, co w wyniku da wyrób
o gorszych właściwościach, podobnie jak w przypadku przegrzania stali.
Czas nagrzewania stali powinien być dostatecznie długi, aby mogło nastąpić
równomierne nagrzanie materiału w całym przekroju. Czas potrzebny do nagrzewania zależy
od wielkości przekroju, kształtu i sposobu ułożenia materiału w piecu, od temperatury pieca
i wymaganej temperatury nagrzania oraz od przewodności cieplnej materiału.
W tabeli 2 określono czasy nagrzewania prętów z konstrukcyjnej stali węglowej, ułożonych
w komorze pieca pojedynczo i na podpórkach tak, że promieniowanie dochodzi do całej
powierzchni. Dla prętów ze stali węglowych narzędziowych lub średniostopowych czas
nagrzewania należy przedłużyć o 25 50%, a dla stali wysokostopowych konstrukcyjnych
i narzędziowych o 50 100%.
Tabela 2. Czas nagrzewania stali węglowej konstrukcyjne w minutach [12, s.603]
Średnica Stal okrągła Stal kwadratowa
lub bok
Temperatura nagrzania 0C
kwadratu
Do 1100 Do 1200 Do 1100 Do 1200
w mm
Temperatura w komorze pieca, 0C
1200 1300 1300 1400 1200 1300 1300 1400
10 3,0 1,5 2,0 1,5 4,0 2,0 2,5 2,0
20 4,0 3,0 3,0 2,5 5,5 4,0 4,5 2,5
30 6,0 4,0 5,0 3,0 7,5 5,5 6,0 3,5
40 7,5 5,0 6,0 3,5 10,0 7,0 8,0 4,5
50 9,0 6,5 8,0 4,5 12,0 8,5 10,5 5,5
60 11,0 8,0 9,5 5,0 14,5 10,5 12,5 6,5
70 13,0 9,0 11,0 6,0 17,0 12,0 14,0 7,5
80 15,0 10,5 13,0 7,0 20,0 14,0 17,0 9,0
90 17,0 12,0 15,0 8,0 22,0 16,0 10,5 10,0
100 19,5 14,0 18,0 9,0 25,0 18,0 23,0 11,5
Podczas określania czasu nagrzewania wsadu, należy uwzględnić rzeczywiste warunki
wymiany ciepła, jakie zachodzą w piecu, przede wszystkim w związku ze smukłością wsadu.
Tabela 3. Współczynniki poprawkowe nagrzewania uwzględniające wymiar materiału.[12, s.604 ]
Stosunek długości materiału do jego grubości 1 1,5 2 Powyżej 2
Współczynnik skrócenia czasu nagrzewania 0,71 0,92 0,98 1
Sprzęt do nagrzewania
Piece do nagrzewania miejscowego stosuje się do nagrzewania części materiału przed
spęczaniem. Znajdują tu zastosowanie ogniska kowalskie, piece szczelinowe i oczkowe. Piec
gazowy z palnikiem u dołu jest używany do nagrzewania dowolnego miejsca długich prętów.
Wymienione piece mają niezamykane otwory wsadowe. Do kucia ręcznego materiał
nagrzewa się przeważnie w ogniskach kowalskich lub małych piecach komorowych. Do
miejscowego nagrzewania materiału stosuje się piece oczkowe lub szczelinowe opalane
gazem lub mazutem.
Rys. 20. Piece szczelinowe [3, s, 179]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
18
Piece te są piecami komorowymi, które zamiast drzwiczek (wsadowych mają w ścianie
przedniej otwory lub szczelinę do wkładania prętów w celu nagrzania ich odcinków. Piec
szczelinowy dostosowany do nagrzewania końców pręta przedstawiono na rys. poniżej oraz
do -nagrzewania prętów w dowolnym miejscu. Komora spalania 3 znajduje się pod komorą
grzejna, do której przez szczelinę 2 wkłada się pręty 1 przeznaczone do ogrzania. Do
nagrzewania całkowitego materiałów są stosowane piece komorowe gazowe lub na paliwo
ciekłe.
Rys. 21. Piec gazowy komorowy[3, s, 179]
W ścianie komory 1 znajdują się palniki 2. Uchodzące spaliny przechodzą przez
rekuperator 3, który nagrzewa powietrze 4 doprowadzane do palników. W ścianie przedniej
znajdują się drzwiczki 5 do załadowania wsadu. Piece te mają bardzo prostą konstrukcję i są
wykonywane w różnych wielkościach. Piece małe wykonuje się jako przenośne, a większe
(o powierzchni trzonu powyżej 4 m2) jako stałe. Piece na paliwa ciekłe różnią się od
gazowych tylko konstrukcją palników oraz brakiem rekuperatorów, gdyż przy opalaniu
paliwem ciekłym podgrzewanie powietrza nie ma większego znaczenia. Są stosowane
również piece elektryczne oraz urządzenia do grzania oporowego prądem elektrycznym, ale
są bardzo drogie w eksploatacji z uwagi na bardzo duże zużycie prądu. Przedstawione piece
stosuje się do nagrzewania lekkiego wsadu (do kilkunastu kilogramów). Do usuwania
podstawowych typów odkształceń technologicznych w procesach kowalskich stosowane są
przecinaki pneumatyczne, szlifierki ręczne zmechanizowane, lub wahadłowe, w celu
usunięcia drobnych pęknięć i fałd materiału.
4.3.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie znasz podstawowe parametry nagrzewania?
2. Jaka jest zasada działania pieca szczelinowego opalanego gazem?
3. Jakiej wartości nie powinna przekraczać różnica temperatur pomiędzy warstwą
powierzchniową a środkiem przekroju materiału nagrzewanego?
4. Na podstawie, czego dobierzesz czas nagrzewania dla stali węglowych konstrukcyjnych?
5. Jakiej temperatury nie powinien przekroczyć kowal podczas kucia materiału?
6. Jakie znasz piece stosowane do nagrzewania lekkiego wsadu?
7. Jakie znasz urządzenia stosowane do usuwania podstawowych typów odkształceń
powstałych w procesie kowalskim?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
19
4.3.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Na podstawie tabel ,,Temperatury kucia dobierz temperaturę kucia dla elementu ze stali
węglowej konstrukcyjnej St3S i przygotuj piec do nagrzewania.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) dobrać na podstawie normy temperatury: początku i końca kucia dla stali St3S,
2) sprawdzić, dlaczego temperatura nagrzewania nie powinna przekroczyć temperatury
początku kucia,
3) dobrać temperaturę zakończenia procesu kucia,
4) dobrać urządzenie do nagrzewania,
5) ustawić parametry nagrzewania,
6) wskazać odzież ochronną.
Wyposażenie stanowiska pracy:
piec do nagrzewania materiału przeznaczonego do kucia,
instrukcja obsługi,
procedura postępowania podczas przygotowania pieca do pracy.
instrukcja bhp,
normy PN,ISO,
odzież ochronna.
Ćwiczenie 2
Dokonując kolejnych pomiarów pirometrem optycznym nagrzewanej próbki stalowej,
zanotuj jej barwy w temperaturach: około 5500C,8000C, 9500C 11500C,. Przedstaw
tabelarycznie uzyskane wyniki, i określ ich przydatność w praktyce kuz
niczej.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) przygotować próbkę stalową do nagrzewu,
2) dokonać nagrzewu próbki w palenisku kowalskim,
3) dokonać pomiarów temperatury określając barwę nagrzewanej stali w podanych
zakresach,
4) przedstawić otrzymane pomiary w formie tabelarycznej,
5) omówić przydatność znajomości uzyskanych wyników w praktyce kowalskiej.
Wyposażenie stanowiska pracy:
- stanowisko kowalskie do kucia ręcznego,
- pirometr optyczny,
- instrukcja bezpieczeństwa i higieny pracy,
- normy PN,ISO,
- tablice barw żarzenia,
- odzież ochronna.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
20
4.3.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz: Tak Nie
1) nazwać urządzenia stosowane do podgrzewania materiału
przeznaczonego do procesu kucia?
2) scharakteryzować pracę pieca gazowego komorowego?
3) określić co decyduje o czasie nagrzewania materiału do kucia?
4) określić, do nagrzewania jakich materiałów stosuje się nagrzewarki
oporowe?
5) scharakteryzować nagrzewanie materiału za pomocą palnika
gazowego?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
21
4.4. Przyrządy do oceny dokładności wymiarowej i kształtu
konstrukcji
4.4.1. Materiał nauczania
Przyrządy do oceny dokładności pomiarowej
Przyrządy do oceny dokładności pomiarowej są to narzędzia do wykonywania pomiarów
w warunkach produkcyjnych i laboratoryjnych. Każdy wyrób powstały w czasie produkcji
należy sprawdzić, czy jest zgodny z wymaganiami konstruktora. Sprawdzenie polega na
porównaniu badanych wielkości lub cech wyrobu ze wskazaniami użytego narzędzia
pomiarowego. Narzędzia pomiarowe dzielą się na:
wzorce miar,
przyrządy pomiarowe.
Wzorce miar długości i kąta są to przyrządy pomiarowe określające jedną lub kilka wartości
długości i kąta.
Kątowniki Przymiar kreskowy Płytki kątowe
a)krawędziowy
b) walcowy
Rys. 22. Wzorce miar [10, s.17-20]
Linijki metalowe produkowane są ze stali nierdzewnej, mają przekrój prostokątny i są
dobrze przystosowane do wyznaczania linii na metalu. Linijki drewniane lub plastykowe
łatwo ulegają uszkodzeniu w kontakcie z metalami i ostrzem do zaznaczania.
Taśma miernicza to bardzo praktyczny sprzęt do mierzenia powierzchni płaskich, jak też
przedmiotów przestrzennych. Składa się ona z giętkiej stalowej taśmy, bardzo wąskiej
i giętkiej, którą zwija się w plastykowym pudełku. Może mieć długość od l do 5 m.
Rys. 23. Linijki metalowe i taśmy miernicze [10,s 25 ]
Kątowniki - te narzędzia pozwalają na zaznaczanie lub sprawdzanie kątów prostych.
Przydatne jest posiadanie kątowników różnej wielkości, ponieważ nie można dokonać
pomiaru dużej powierzchni przy użyciu małego kątownika. W ten sposób unika się ryzyka
popełnienia błędu, który może powstać na powierzchni wykraczającej poza kątownik.
Kątomierz nastawny to narzędzie przydatne do przenoszenia i zaznaczania określonych katów
na powierzchni obrabianego przedmiotu, jak również do sprawdzania i porównywania kątów.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
22
Składa się z dwóch części, zazwyczaj wykonanych ze stali, połączonych na osi pozwalającej
na wyznaczanie dowolnego kąta.
Rys. 24. Kątowniki [10, s 25]
Cyrkle (macki) do zaznaczania i mierzenia składają się z dwóch stalowych ramion,
zakończonych utwardzonym szpicem. Mogą być proste lub sprężynowe. W tych drugich
rozwartość cyrkla reguluje się przekręcając pokrętło, które wywiera nacisk na jedno z ramion.
Do rysowania łuków lub okręgów o dużych promieniach używa się cyrkla drążkowego, który
składa się z linijki z centymetrową i milimetrową podziałką, po której przesuwają się dwa
trzpienie zakończone szpicem. Trzpienie ustawia się w odpowiednim miejscu, tak by uzyskać
określony promień łuku lub obwodu. Poza zaznaczaniem łuków, cyrkle te są również
przydatne do przenoszenia długości i do zaznaczania jednakowych odległości. Cyrkle do
mierzenia - macki, stosowane są do porównywania i sprawdzania zewnętrznych
i wewnętrznych wymiarów elementów lub całych przedmiotów. Składają się z wklęsłych
ramion (macki wewnętrzne), w przypadku gdy cyrkiel służy do pomiaru grubości, lub części
zewnętrznych bądz
też ramion wypukłych (macki zewnętrzne), gdy służy do pomiaru części
wewnętrznych.
Rys. 25. Cyrkle do zaznaczania i cyrkle do mierzenia (macki) [10,s. 26]
Przyrządy do sprawdzania kształtu
Sprawdzanie płaskości dokonywane jest metodą tuszowania, polegającą na pokryciu
kontrolnej płaszczyzny liniału powierzchniowego cienką warstwą tuszu i obserwowaniu
plamek na badanej powierzchni przy przesuwaniu się po niej liniału pomiarowego.
Sprawdzaną powierzchnię obserwuje się za pomocą kwadratu kontrolnego o wymiarach
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
23
25�25. Odchylenie płaskości określa liczba miejsc zaczernionych w kwadracie. Liniały
powierzchniowe wykonywane są ze stali lub żeliwa o różnych przekrojach.
a) b)
Rys. 26. Liniały powierzchniowe: a) żeliwny użebrowany, b) żeliwny trójkątny [1, s.37]
Płyty pomiarowe służą jako płaszczyzny przy pomiarach i sprawdzaniu płaskości
powierzchni metodą tuszowania. Wykonywane są z żeliwa lub stali konstrukcyjnej
z użebrowaniem od spodu w celu zmniejszenia ciężaru i zwiększenia sztywności. Podczas
sprawdzania wymiarów w czasie kucia na gorąco dokładność pomiarów jest nieduża,
ponieważ przy temperaturze kucia około 11000C stal węglowa rozszerza się około 1,3%, co
wynosi 13mm na 1m.
Do pomiarów wykonywanych podczas kucia używa się następujących przyrządów
pomiarowych: miarka, macka, cyrkiel, kątomierz, suwmiarka, przymiar kształtowy
i wymiarowy. Do sprawdzenia kształtu przedmiotów odkutych służą przymiary wycięte
z blachy, które przykłada się do gorącego przedmiotu, porównując dokładność wykonania.
Przy zginaniu większej ilości przedmiotów stosuje się przyrządy, które oprócz nadawania
kształtu sprawdzają dokładność wykonania.
Rys. 27. Przyrząd do zginania [16, s.71]
4.4.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie znasz rodzaje wzorców długości?
2. Jakimi przyrządami mierzymy otwory?
3. Jakie znasz przyrządy do sprawdzania prostoliniowości i płaskości?
4. Jaka jest różnica między pomiarem okrągłości i walcowości?
4.4.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Wykonaj pomiary kątów skośnie ściętej płytki stalowej.
Sposób wykonania ćwiczenia
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
24
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) sprawdzić stan techniczny przyrządów pomiarowych,
2) oczyścić przedmiot mierzony,
3) zmierzyć wszystkie kąty płytki za pomocą różnych narzędzi,
4) naszkicować płytkę i nanieść wyniki pomiarów,
5) zapisać wyniki pomiarów.
Wyposażenie stanowiska pracy:
kątomierz uniwersalny,
suwmiarka,
płyta pomiarowa,
przedmiot mierzony,
kalkulator z funkcjami trygonometrycznymi,
literatura zgodna z punktem 6 poradnika.
Ćwiczenie 2
Wykonać szablon pomiarowy z blachy o grubości 1mm do określania wymiaru
30mmą2mm.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) wykonać szkic projektu szablonu
2) przygotować stanowisko ślusarskie,
3) dobrać materiał i narzędzia,
4) wykonać szablon zgodnie z projektem,
5) wielkość wykrojów w szablonie sprawdzić suwmiarką,
Wyposażenie stanowiska pracy:
stanowisko ślusarskie,
materiał i narzędzia,
suwmiarka,
notatnik,
literatura zgodna z punktem 6 poradnika.
4.4.4. Sprawdzian postępów
Tak Nie
Czy potrafisz:
1) określić, po co stosuje się przyrządy do oceny dokładności i kształtu?
2) dobrać przyrządy do pomiarów wewnętrznych i zewnętrznych?
3) sprawdzić odchyłkę bicia promieniowego?
4) wymienić narzędzia pomiarowe podczas kucia na gorąco?
5) wykonać przyrząd i ocenić dokładność kształtu elementów odkutych?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
25
4.5. Oprzyrządowanie pomocnicze do procesów profilowania
4.5.1. Materiał nauczania
Profilowanie polega na zmianie kształtu w przekroju poprzecznym metodami obróbki
plastycznej. Podczas kucia profilowanie można uzyskać poprzez operacje pomocnicze
stosowane przy wydłużaniu do, których zalicza się: rozszerzanie odsadzanie, przesadzanie.
Do operacji pomocniczych przy wydłużaniu zalicza się: rozszerzanie, odsadzanie,
przesadzanie.
Rys. 28. Schemat procesu rozszerzania [17, s. 151]
Znaczenie i pogłębianie w łatwy sposób umożliwiają zmniejszenie przekroju na końcu
lub w środku odkuwki. Jeżeli zmniejszenie przekroju występuje na znacznej długości, to
odsadzenie przeprowadza się bezpośrednio na kowadłach. Przy małych długościach
odsadzenie przeprowadza się za pomocą płaskich lub półokrągłych podkładek.
Jeżeli zmniejszenie przekroju jest jednostronne, to w celu zapewnienia dostatecznej
gładkości powierzchni od strony wybrania odsadzenie przeprowadza się za pomocą podkładki
lub za pomocą kowadełek ustawionych na krzyż.
Rys. 29. Przebieg rozszerzania końca płaskownika [17, s. 152]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
26
Rys. 30. Znaczenie pręta [17, s.152]
Rys. 31. Pogłębianie: a) odsadzką okrągłą, b, c) odsadzką trójkątną, d) odsadzką kształtową. [17, s.152]
Rys. 32. Odsadzanie bez przecięcia włókien za pomocą odsadzek o coraz mniejszych promieniach [17, s.152]
Przesadzanie odbywa się dwoma sposobami: z jednostronnym nadcięciem materiału
i dwustronnym nadcięciem. Podczas przesadzania według pierwszego sposobu materiał
nadcina się od góry za pomocą odsadzki trójkątnej. Następnie obraca się odkuwkę o 180�
i umieszcza się ją na dolnym kowadle. Pod wpływem nacisku górnego kowadła następuje
przesunięcie materiału wzdłuż lewej ściany dolnego kowadła. Przy tym prawa boczna ściana
górnego kowadła powinna leżeć w płaszczyz
nie przesadzenia.
Rys.33.. Przykłady odsadzania [17, s.153]
Po obróceniu odkuwki o 180� można zwiększyć przesadzenie do wymaganej wielkości.
Nierówności w miejscu przesadzenia wyrównuje się na kowadłach płaskich.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
27
Rys. 34. Przesadzanie z jednostronnym Rys. 35. Przesadzanie z dwustronnym
nadcięciem materiału [17, s.152] nadcięciem materiału [17, s.152]
Podczas przesadzania według sposobu drugiego materiał nadcina się odsadzką trójkątną
z obu stron. Następnie materiał przesuwa się w ten sposób, aby przy uderzeniu boczne ściany
kowadeł były nieco odsunięte od prostopadłych ścian nadcięć. Pod wpływem nacisku
kowadeł następuje przemieszczenie jednej części materiału względem drugiej.
4.5.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie zabiegi występują podczas operacji odsadzania?
2. Jakie zabiegi umożliwiają zmniejszenie przekroju na końcu lub w środku odkuwki?
3. W jaki sposób wykonuje się przesadzanie z jednostronnym nadcięciem materiału?
4. Na czym polega zabieg rozszerzania i za pomocą, jakiego narzędzia się go wykonuje?
5. W jaki sposób można zapewnić dostateczną gładkość powierzchni po odsadzeniu?
4.5.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Uformuj technologią kuz
niczą końcówkę pręta stalowego, kwadratowego o boku 16mm
w grot strzały wg szablonu.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) przygotować stanowisko kowalskie,
2) przygotować narzędzia kowalskie,
3) nagrzać wsad do kucia,
4) wykonać operację znaczenia, wydłużania i profilowania wg szablonu,
5) wykonać operacje wykańczające szlifierką,
6) sprawdzić poprawność wykonania za pomocą szablonu.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
28
Wyposażenie stanowiska pracy:
stanowisko kowalskie,
urządzenie do nagrzewania wsadu,
zestaw narzędzi do kucia ręcznego,
szablony sprawdzające,
instrukcje stanowiskowe bhp.
Ćwiczenie 2
Dokonaj odsadzenia poprzecznego 40mm końcówki pręta stalowego (St3S) o przekroju
kwadratowym i boku 20mm.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) przygotować stanowisko kowalskie,
2) przygotować narzędzia kowalskie,
3) nagrzać wsad do kucia,
4) wykonać operację znaczenia i odsadzenia,
5) sprawdzić poprawność wykonania za pomocą szablonu.
Wyposażenie stanowiska pracy:
stanowisko kowalskie,
urządzenie do nagrzewania wsadu,
zestaw narzędzi do kucia ręcznego,
szablony sprawdzające,
instrukcje stanowiskowe bezpieczeństwa i higieny pracy.
4.5.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz: Tak Nie
1) nazwać narzędzia do pogłębiania?
2) określić, kiedy wykonasz zabieg znaczenia, a kiedy zabieg pogłębiania?
3) przedstawić przebieg procesu rozszerzania za pomocą żłobnika?
4) wyjaśnić operację przesadzenie z dwustronnym nadcięciem materiału?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
29
4.6. Metody prostowania i oprzyrządowanie pomocnicze do
procesów prostowania
4.6.1.Materiał nauczania
Rodzaje metod prostowania
Prostowanie ma na celu przywrócenie pogiętym lub skrzywionym materiałom metalowym
właściwych kształtów. Prostowanie może się odbywać na zimno i na gorąco, ręcznie albo
maszynowo. Można prostować materiały przerobione plastycznie, jak blachy, płaskowniki,
kształtowniki oraz wszelkiego rodzaju pręty. Można również prostować przedmioty
uprzednio hartowane lub odlewane.
Prostowanie ręczne płaskowników odbywa się w następujący sposób: płaskownik zgięty
pod kątem zamocowujemy w imadle do miejsca zgiętego, odginamy wystającą część
w kierunku przeciwnym, a następnie prostujemy na płycie. Mniejsze wygięcia i skrzywienia
prostujemy bezpośrednio na płycie lub kowadle. Układamy płaskownik na płycie
wypukłością do góry i przytrzymując koniec wystający płaskownika lewą ręką mocnymi
i szybkimi uderzeniami w miejsca najbardziej wystające od płyty prostujemy płaskownik.
Postępując tak w dalszym ciągu, prostujemy z grubsza cały płaskownik. Zauważone
skrzywienia płaskownika oznaczamy kredą i ponownie prostujemy na płycie. Po
wyprostowaniu płaskownik powinien przylegać do płyty, a krawędzie jego powinny tworzyć
linie proste.
Prostowanie ręczne blach - układamy blachę na płycie wypukłościami do góry i uderzamy
młotkiem między te wypukłości. Osiągamy w ten sposób wyciąganie się blachy i przesuwanie
się wypukłości ku środkowi powierzchni blachy. Po sprowadzeniu nierówności blachy do
jednej wypukłości, rozpoczynamy szereg uderzeń od krawędzi blachy ku środkowi, przy
czym w miarę, zbliżania się ku środkowi uderzenia powinny być słabsze, lecz bardziej częste.
Prostowanie tego rodzaju powoduje, że blach stopniowo wyciąga się, a wypukłość zmniejsza
się. Gdy wypukłość będzie-już niewielka, odwracamy blachę na drugą stronę, postępując jak
poprzednio, lekkimi uderzeniami doprowadzamy powierzchnię blachy do płaskości. Jeżeli
blacha ma tylko środkowe wypukłości, to prostowanie zaczynamy od razu od krawędzi ku
środkowi. Do prostowania blach cienkich stosujemy młotki drewniane, a małe kawałki tej
blachy prostujemy za pomocą gładkich klocków drewnianych.
Rys. 36. Zasada prostowania blach [10, s.35]
Prostowanie drutu - do prostowania najlepiej jest stosować specjalne przyrządy
wałeczkowe lub kołeczkowe, nastawiane za pomocą śrub dociskowych.
Prostowanie wałków. Wałki skrzywione prostuje się na kowadle, przy czym grubsze
wałki powinny być nagrzane w miejscu skrzywionym. Dużo lepiej jest stosować do
prostowania wałków prasy. Na podporach prasy układa się wałek w ten sposób, aby
skrzywienie było skierowane do góry i znalazło się między podporami. Odległość między
podporami powinna wynosić około 150mm. Obracając śrubę za pomocą pokrętła, dociskamy
klocek pryzmowy do wierzchołka skrzywienia.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
30
Rys. 37. Prasa do prostowania wałków[1, s.116]
Dociskanie odbywa się stopniowo aż do wyprostowania się wałka. Na prasie znajduje się
urządzenie do sprawdzania prostowanych wałków. Urządzenie to ma dwa kły osadzone
w dwóch przeciwległych podstawach. Kły można przesuwać na odległość zależną od długości
walka. Na czołowych powierzchniach wałków należy napunktować środki i wykonać
nakiełki. Następnie osadzamy wałek w kłach i obracając nim szybko sprawdzamy bicie
wałka. Czynimy to za pomocą kawałka kredy trzymanej nieruchomo w palcach i dotykającej
powierzchni walka. Jeśli wałek jest prosty rysa kredowa będzie równomiernie zarysowana na
obwodzie wałka. W razie skrzywienia rysa będzie tylko na wygórowaniu. Przesuwając kredę
wzdłuż tworzącej wałka sprawdzamy go w ten sposób na całej długości.
Prostowanie przedmiotów zahartowanych dokonuje się tylko wtedy, gdy przedmiot jest
wykonany ze stali zawierającej mniej niż 0,9% węgla, ale łatwiej jest prostować przedmioty
grubsze niż cieńsze. Przedmioty zahartowane, w kształcie płytek, układamy na płycie tak, aby
strona wypukła dotykała do płyty i rozpoczynamy uderzenia wzdłuż linii środkowej
prostowanej płytki. Następnie uderzamy wzdłuż linii równoległej do linii podłużnej tak, aby
każda linia uderzeń zbliżała się coraz bardziej do krawędzi prostowanej płytki. Następnie
czynimy to samo po drugiej stronie linii środkowej płytki. Uderzenia w pobliżu krawędzi
płytki powinny być słabsze niż w pobliżu linii środkowej.
Rys. 38. Zasada prostowania przedmiotów hartowanych [10. s.40]
Kątowniki zahartowane należy prostować uderzeniami przy wierzchołku kąta
wewnętrznego, jeśli kąt ten zawiera mniej niż 90�, natomiast, jeśli kąt jest większy niż 80� to
uderzamy przy zewnętrznym wierzchołku kąta.
Prostowanie przedmiotów w kształcie kabłąków polega na zastosowaniu uderzeń
w część środkową kabłąka po stronie zewnętrznej, jeśli skrzywienie po tej stronie ma
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
31
charakter wklęsłości lub po stronie wewnętrznej, jeśli skrzywienie na stronie zewnętrznej ma
charakter wypukłości.
Rys. 39. Zasada prostowania płaskiego pręta [19, s.35]
Bezudarowe sposoby prostowania
Prostowanie na gorąco: miejsca wykrzywione nagrzewa się w strumieniu płomienia
z palnika spawalniczego do koloru wiśniowego (700 do 800�C). Wskutek jednostronnego
grzania pręt prosty się wykrzywi, a krzywy pręt przez odpowiednie podgrzanie wyprostuje
się. Nagrzane wałki wymagają dodatkowego prostowania przez stosowanie nacisku lub
uderzeń.
Rys. 40. Skutki jednostronnego grzania pręta: a) prostego. b) krzywego [5, s.171]
Przy wybrzuszonych cienkich blachach należy podgrzać do ciemnoczerwonego żaru od
strony wypukłej, a prostowanie następuje skutek rozszerzenia się nagrzanego materiału
i kurczenia przy stygnięciu. Podobnie postępuje się przy innych profilach i konstrukcjach
spawanych, w których dodatkowo przez powolne chłodzenie następuje wyżarzanie
odprężające.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
32
Rys. 41. Przykłady prostowania i odprężania przez podgrzewanie palnikiem gazowym [5, s.171]
Prostowanie mechaniczne - stosowane jest często, aby sprostać wymaganiom odbiorców.
Rozróżnia się trzy metody prostowania: za pomocą pras, przez przeginanie i rozciąganie.
Prostowanie za pomocą pras stosowane jest w warsztatach do wyrobu konstrukcji stalowych.
Rys. 42. Schemat prostowania za pomocą prostownicy rolkowej. [2, s.192]
Prostowanie przez przeginanie jest realizowane przy użyciu prostownic rolkowych,
polega na kolejnym przeginaniu pasm blach lub płaskowników z coraz mniejszymi
krzywiznami.
Kolejne przegięcia usuwają krzywizny wytworzone poprzednio i nadają pasmu nowe lecz
mniejsze i skierowane przeciwnie. W ten sposób uzyskuje się prawie całkowite
wyprostowanie pasma blachy lub płaskownika.
Rys. 43. Schemat działania prostownicy rozciągarki [2, s.194]
Prostowanie przez rozciąganie polega na uchwyceniu końców pasma w szczękach
prostownicy  rozciągarki i na jego rozciągnięciu siłami powodującymi pewne, wydłużenie
plastyczne. Stosowane do prostowania płaskowników i prętów i prętów wyciskanych.
X - X
Rys. 44. Schemat działania prostarko-wygładzarki [2, s.194]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
33
Oprzyrządowanie pomocnicze do procesu prostowania
Do prostowania blach grubych używa się młotków metalowych, a do blach cienkich młotków
drewnianych, kowadeł lub płaskich płyt. Do prostowania drutu stosuje się specjalne
przyrządy wałeczkowe lub kołeczkowe, nastawiane za pomocą śrub dociskowych. Do
prostowania wałków i prętów stosuje się prasy zaopatrzone w kły. Do prostowania
mechanicznego stosuje się: prasy hydrauliczne, prostownice rolkowe, prostarko-wygładzarki,
prostownice- rozciągarki.
4.6.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie różnice występują między prostowaniem ręcznym a mechanicznym blach?
2. W jaki sposób wykonuje się prostowanie ręczne płaskowników?
3. Co to jest prostowanie bezudarowe?
4. Jakie znasz mechaniczne metody prostowania materiału?
5. Jakie znasz oprzyrządowanie pomocnicze stosowane do prostowania wałków?
6. W jaki sposób przebiega proces prostowania przedmiotów hartowanych?
4.6.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Określ wielkość skrzywienia płaskownika stalowego i wykonaj prostowanie.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) ułożyć płaskownik na płycie traserskiej,
2) zmierzyć suwmiarką strzałkę ugięcia płaskownika,
3) wykonać prostowanie ręczne za pomocą młota na kowadle,
4) zbadać stopień skrzywienia po prostowaniu.
Wyposażenie stanowiska pracy:
stanowisko kowalskie do kucia ręcznego,
narzędzia kowalskie,
płaskownik.
procedura postępowania na stanowisku kowalskim,
instrukcja bezpieczeństwa i higiena pracy.
Ćwiczenie 2
Dokonaj wyprostowania kątownika, który po hartowaniu ma zmniejszony kąt
wewnętrzny.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) sprawdzić płaskość ramion i prostoliniowość krawędzi kątownika,
2) ułożyć płaskownik na płycie traserskiej,
3) prostując kątownik o zmniejszonym kącie należy uderzać młotkiem po płaszczyz
nie
kątownika od strony kąta wewnętrznego
4) wykonać prostowanie ręczne,
5) zbadać kąt prosty za pomocą kątownika.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
34
Wyposażenie stanowiska pracy:
stanowisko kowalskie do kucia ręcznego,
narzędzia kowalskie,
płaskownik,
wzorzec-kątownik,
procedura postępowania na stanowisku kowalskim,
instrukcja bezpieczeństwa i higiena pracy.
Ćwiczenie 3
Dokonaj wyprostowania kątownika, który po hartowaniu ma zwiększony kąt
wewnętrzny.
Sposób wykonania ćwiczenia.
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) sprawdzić płaskość ramion i prostoliniowość krawędzi kątownika,
2) ułożyć płaskownik na płycie traserskiej,
3) prostując kątownik o zwiększonym kącie należy uderzać młotkiem po płaszczyz
nie
kątownika od strony kąta zewnętrznego,
4) wykonać prostowanie ręczne,
5) zbadać kąt prosty za pomocą kątownika.
Wyposażenie stanowiska pracy:
- stanowisko kowalskie do kucia ręcznego,
- narzędzia kowalskie,
- .płaskownik,
- wzorzec-kątownik,
- procedura postępowania na stanowisku kowalskim.
4.6.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz: Tak Nie
1) określić rodzaje urządzeń stosowanych do prostowania
maszynowego?
2) scharakteryzować proces prostowania wałka na prasie?
3) określić jaki sposób prostowania stosuje się dla prętów okrągłych?
4) wyjaśnić sposób prostowania kątownika zahartowanego?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
35
5. SPRAWDZIAN OSI
GNI
Ć
Instrukcja dla ucznia
1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test zawiera 20 zadania dotyczących wykonywania profilowania i usuwania deformacji
konstrukcji:
zadania: od 1 do 10 to zadania, na które należy udzielić krótkiej odpowiedzi,
zadania od 11 do 20 są to zadania wielokrotnego wyboru i tylko jedna odpowiedz

jest prawidłowa.
5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi:
- w zadaniach wielokrotnego wyboru zaznacz prawidłową odpowiedz
X (w przypadku
pomyłki należy błędną odpowiedz
zaznaczyć kółkiem, a następnie ponownie zakreślić
odpowiedz
prawidłową),
- w zadaniach z krótką odpowiedzią wpisz odpowiedz
w wyznaczone pole.
6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego
rozwiązanie na póz
niej i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.
8. Na rozwiązanie testu masz 60 min.
Powodzenia
Materiały dla ucznia:
instrukcja,
zestaw zadań testowych,
karta odpowiedzi.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
36
ZESTAW ZADAC
TESTOWYCH
1. Zdolność powrotu materiału do pierwotnego kształtu i wymiarów po ustaniu działania
siły nazywamy ............................
2. Stosunek siły rozciągającej, ściskającej do pola przekroju prostopadłego do osi
obciążenia nazywamy ..................................normalnym.
3. Stosunek siły stycznej do pola przekroju nazywamy naprężeniem ....................
4. Jednostką naprężenia w układzie SI jest......................................
5. Przyrządy pomiarowe, służące najczęściej do określania odchyłek od wymiaru
nominalnego nazywamy .......................................
6. Czynność kuz
niczą w wyniku której materiał zwiększa swą szerokość bardziej niż
długość nazywa się ...........................
7. W operacji odsadzania znaczone miejsca pogłębia się odpowiednimi narzędziami
zwanymi .........................
8. Przedmioty zahartowane do procesu prostowania układa się na płycie wypukłością ku
....................
9. Materiał stalowy poddany nagrzewaniu zwiększa................ swoją objętość.
10. Podstawowym narzędzie kuz
niczym jest .....................
11. Narzędzie ślusarskie, kątownik używany często w pracach kowalskich to:
a) wzorzec stalowy kąta prostego,
b) liniał krawędziowy,
c) kątomierz,
d) wzornik często stosowany przez ślusarza.
12. Przedstawiony przyrząd pomiarowy służy do pomiaru:
a) średnicy zewnętrznej,
b) głębokości,
c) gwintów,
d) kątów.
13. Przedstawiony przyrząd służy do wykonywania pomiarów:
a) płaskości,
b) równoległości,
c) okrągłości,
d) prostopadłości.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
37
14. Przedstawiony przyrząd to:
a) mikrometr do pomiarów zewnętrznych,
b) suwmiarka,
c) liniał krawędziowy ,
d) kątomierz uniwersalny.
15. Odkształcenie kątowe w złączach spawanych doczołowych nie zależy od:
a) grubości spawanych elementów,
b) liczby ściegów w spoinie,
c) rodzaju elektrody w spawaniu elektrycznym,
d) sposobu ukosowania krawędzi do spawania.
16. Zjawisko wyboczenia elementów może wystąpić podczas:
a) spęczania,
b) zginania,
c) spawania,
d) wydłużania.
17. Do podstawowych czynności podczas profilowania zalicza się:
a) rozszerzanie, wydłużanie,
b) rozszerzanie, odsadzanie, przesadzanie,
c) zgrzewanie ogniskowe,
d) cięcie.
18. Dla materiałów stalowych w technologii kucia na gorąco temperatura początku kucia
zawiera się w zakresie:
a) 1350 � 14900C,
b) 1000 � 12500C,
c) 600 � 8000C,
d) 250 � 5000C.
19. W technologii kucia zmiana kształtu obrabianego przedmiotu następuje w wyniku:
a) odkształcenia sprężystego,
b) odkształcenia plastycznego,
c) odkształcenia rzeczywistego,
d) odkształcenia dopuszczalnego.
20. Przekroczenie górnej temperatury kucia w procesie nagrzewania spowoduje w materiale:
a) pękanie,
b) skrzywienie,
c) przepalenie,
d) umocnienie.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
38
KARTA ODPOWIEDZI
Imię i nazwisko & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & .....................
Wykonywanie prac spawalniczych w kowalstwie
Zakreśl poprawną odpowiedz
, wpisz brakujące części zdania.
Numer
Odpowiedzi Punkty
zadania
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11. a b c d
12 a b c d
13. a b c d
14. a b c d
15. a b c d
16. a b c d
17. a b c d
18. a b c d
19. a b c d
20. a b c d
Razem
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
39
6. LITERATURA
1. Czerwiński W.: Poradnik ślusarza. WN-T, Warszawa 1974
2. Dobrucki W.: Zarys obróbki plastycznej. Wyd.  Śląsk , Katowice 1984
3. Górecki A.: Technologia ogólna. WSiP, Warszawa 1984
4. Górski E.: Poradnik narzędziowca. WN-T, Warszawa 1981
5. Hillar J., Jarmoszuk S.: Technologia. Ślusarstwo i spawalnictwo. WSiP, Warszawa
1991
6. Kozak B.: Mechanika techniczna. WSiP, Warszawa 2004
7. Lewandowski T.: Rysunek techniczny. WSiP, Warszawa 1995
8. Malinowski J.: Pasowania i pomiary. WSiP, Warszawa 1993
9. Mistur L.: Spawanie gazowe w pytaniach i odpowiedziach. WN-T, Warszawa 1989
10. Okoniewski S.: Technologia maszyn. WSiP, Warszawa 1999
11. Poradnik spawalniczy. WN-T, Warszawa 1970
12. Poradnik Warsztatowca Mechanika. WN-T, Warszawa 1969
13. Sell L.: Maszynoznawstwo ogólne i części maszyn w pytaniach i odpowiedziach.
WN-T, Warszawa 1980
14. Siuta W.: Mechanika techniczna. WSiP, Warszawa 1992
15. Struzik Cz.: Pracownia techniczna. PWSZ, Warszawa 1973
16. Sypniewski R.: Kowalstwo. Instytut Wydawniczy SIMP, Warszawa 1950
17. Wasiunyk P., Jarocki J.: Kuz
nictwo i prasownictwo. WSiP, Warszawa 1977
18. Zawora J.: Podstawy technologii maszyn. WSiP, Warszawa 2001
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
40