1. CIĘCIE PLASTYCZNE- proces kształtowania przedmiotów polegający na oddzieleniu jednej części od drugiej, któremu towarzyszą znaczne odkształcenia plastyczne, doprowadzające do naruszenia spójności materiału. Czasem oddzielanie może odbywać się wyłącznie na drodze odkształceń plastycznych. Istnieją różne sposoby cięcia w zależności od rodzaju materiału jak i kształtu wykonywanego przedmiotu. METODY: A). za pomocą dwóch elementów tnących (częściej): -cięcie na nożycach wzdłuż linii prostej otwartej (a); -wykrawanie przedmiotu na wykrojnikach wzdłuż linii zamkniętej (b) [Podczas cięcia przy pewnym przesunięciu elementów tnących występują pęknięcia. Wielkość tego przesunięcia zależy od własności i grubości ciętego materiału. Pęknięcia mogą nie występować jeżeli materiał jest dostatecznie plastyczny lub gdy w strefie cięcia dodatkowo stosuje się trójosiowe ściskanie blachy.] B). za pomocą jednego elementu (rzadziej): -cięcie za pomocą płyty tnącej, np. okrawanie odkuwek (c) -wygładzanie małych otworów-stempel (d) -wygładzanie zewnętrznych powierzchni-płyta tnąca (e) -cięcie nożycowe (f) -przebijanie otworów połączone z wywijaniem obrzeża (g) -użycie materiału elastycznego, np. guma, poliuretan (h) -użycie bardzo plastycznego materiału, np. ołów, aluminium (i)
FAZY CIĘCIA: ■ODKSZTAŁCEŃ PLASTYCZNYCH (c): Siły wywierane na blachę przez krawędzie tnące stempla i płyty tnącej są względem siebie przesunięte, a powstały na skutek tego moment zginający powoduje wstępne wybrzuszenie blachy, w wyniku tego wybrzuszenia obszar jej przylegania do czołowych powierzchni stempla i płyty tnącej zmniejsza się do wąskich pasków biegnących wzdłuż obu krawędzi tnących, paski te przejmują więc cały nacisk wywierany przez stempel i płytę tnącą co powoduje koncentrację naprężeń w pobliżu krawędzi tnących. ■ODKSZTAŁCEŃ SPRĘŻYSTO-PLASTYCZNYCH (d): Miejscowe uplastycznienie materiału rozpoczyna się od chwili, gdy naprężenia tnące osiągną dostateczną wartość. ■PLASTYCZNE PŁYNIĘCIE (e): Charakteryzuje się płynięciem materiału w otoczeniu powierzchni rozdzielania, przy czym przy dostatecznie dużej średnicy stempla środkowa część materiału przemieszcza się do dołu wraz ze stemplem nie doznając żadnych odkształceń trwałych. ■PĘKANIE (f): W miarę umacniania materiału wzrastają również naprężenia tnące, występujące na powierzchni rozdzielania, w pewnym momencie naprężenia te mogą osiągnąć wartość krytyczną, przy której następuje naruszenie spójności czyli pękniecie. ■CAŁKOWITE ODDZIELNIE WYCIĘTEGO PRZEDMIOTU OD BLACHY: Następuje całkowite oddzielenie wyciętego materiału od blachy, faza ta nie występuje przy cięciu wzdłuż linii niezamkniętej.
SIŁA CIĘCIA: Pmax=l*g*Rt, [l-dług.linii cięcia, g-grubość mat, Rt-wytrzym.na cięcie].
PRACA CIĘCIA: L=λ*Pmax*g , λ-współcz.wypełnienia wykresu, przedstawia stos. zakreskow. pola ograniczonego krzywą do pola prostokąta o bokach=Pmax i g, opisanego na tej krzywej.
WADY: [w wyrobach o małej szerokości np. 2-20g]: -skręcenia; -sierpowatości’ –wygięcia. [Gdy tniemy równolegle potrzebna jest większa siła, większy skok, większy hałas.].
JAK PRZEBIEGA CIĘCIE? PO CO SĄ DANE FAZY? Metal działa tak długo jak gęstość dyslokacji pozwoli na odkształcenie plastyczne, po przekroczeniu której materiał pęka, aby uniemożliwić pękanie materiały należy wyeliminować naprężenia rozciągające.
CIĘCIE NA NOŻYCACH:
2. GIĘCIE: Aby dokonać gięcia musimy zadziałać momentem gnącym. G.dokonuje się wzdłuż tworzącej prostej
a)wyginanie
b)zaginanie
c)zawijanie(prod.zawiasów i sprężyn)
d)owijanie
e)owijanie rur
f)gięcie walcami I
g)gięcie walcami II
h)gięcie przez przeciąganie
i)profilowanie –kształtowanie blachy za pomocą par walców napędowych
j)prostowanie I
k)prostowanie walcami II
Podczas gięcia warstwy zewn. są rozciągane, a wewn.ściskane. Jeżeli względny promień gięcia będzie mniejszy od wart.dopuszczalnej, to po str.zewn.materiał ulegnie rozerwaniu. Gdy zaś będzie za duży, to odkształcenie warstw zewn.i wewn.pozostanie w zakresie odkszt.sprężystego. Po odciążeniu materiał wyprostuje się – zjaw.odsprężynowania.
WADY: -pęknięcia, -pocienienia, -ślady odcisków matryc
3. TŁOCZENIE- Zjaw.ograniczające: *obwodowe rozdzielanie ścianki (za duża siła dociskacza, przekroczony graniczny współcz.przetł.lub wytł), *fałdowanie pobocznicy (za mały nacisk dociskacza), *pęknięcia wzdłużne ; 2 podst.operacje tłocz: I)WYTŁACZANIE: z płaskiego wyc.blachy kształtujemy wytłoczkę o powierzchni nierozwijalnej. A)za pomocą sztywnych narzędzi (ze stali, węglików spiekanych lub brązów dla wytłoczek ze stal nierdz); B)za pomocą elastycznej matrycy – tłocz.hydromechaniczne., w skutek tworzenia się hydraulicznego promienia ciągowego pow.jest gładka; ciśnienie 40-100 MPa dociska blachę do stempla →wytł.są wiernym odwzorowaniem kształtu stempla. W 1 operacji można uzyskać znacznie wyższe wytł. C)za pomocą elastycznego stempla – wytłoczki z cienkiej blachy metali nieżelaznych, stos.w membranach, D)wybuchowe – duże kilku-m wytłoczki w prod.jednostkowej, np.dennice do cystern; E)elektromagnetyczne – prod.membran.▓
▪Aby dowiedzieć się czy wytł.można otrzymać w 1 operacji, trzeba obl.współcz.wytłaczania i porównać go z tablicami. m1=d1/D ≥ mgr(g/D). ▪Aby obl.D: pow.mat.wyjśc=pow.wytłoczki. ▪Aby zapobiec fałd.kołnierza stosujemy dociskacz ↔ g/D*100 ≤ 4(1-m1); ▪Aby dobrać siłę nacisku prasy wystarczy obliczyć siłę zrywającą pobocznicę, gdyż siła wytłaczania nie może być w procesie większa nić wytrzym.pobocznicy II)PRZETŁACZANIE: gdy wytłoczki nie można uzyskać w 1 operacji wytł. Liczba operacji przetł zależy od współcz.przetłaczania: mn=dn/dn-1>mgr. Dociskacz ↔g/dn-1*100 ≤ 1/mn.
4. Kształtowanie wyoblaniem i zgniataniem obrotowym. W produkcji małoseryjnej wytłoczki osiowosymetryczne kształtuje się metodą wyoblania – jest to kształtowanie wirującego krążka lub wytłoczki przez wywieranie miejscowego nacisku bez zamierzonej zmiany grubości. Zgniatanie obrotowe – wyoblanie z jednoczesnym zamierzonym pocienieniem ścianki. Kształtowanie obrzeży. Obrzeża wytłoczek lub rur kształtujemy w celu: +ich usztywnienia; +nadania cech użytkowo-estetycznych. Obrzeża otworów w płaskich wyrobach kształtujemy zazwyczaj w celu zwiększenia pewności połączenia gwintowego lub innego, np. kołnierzowego. Wyróżniamy 2 proc.kształtowania obrzeży: A) WYWIJANIE – obwodowe napr.rozciągające powodują wzrost średnicy obrzeża kosztem zmniejszenia gruboiści ścianki. Wyw.realizujemy met.wyoblania lub tłoczenia. Zjaw.ogran.jest pękanie obrzeża. B) OBCISKANIE – obwodowe napr.ściskające powodują zmniejszenie średnicy i wzrost grubości. Zjaw.ogran.jest fałdowanie.
C) ROZPĘCZNIE – miejscowe zwiększenie średnicy wyrobu. Zjaw.ogran.jest pękanie ścianki
5. OBR.PLAST.OBJĘTOŚCIOWA – kształtowanie materiału z zamierzonym przemieszczaniem masy (zazw.w all kierunkach) powodującym zmianę wymiarów w ukł.przestrzennym 3D. WALCOWANIE: Kształtowanie ściskaniem (zgniataniem) materiału za pomocą obracających się walców, tarcz, rolek lub szczęk płaskich, których wzajemne równoległe przesunięcie wprawia materiał w ruch obrotowy. Osie walców mogą być ustawione skośnie i wtedy materiał zostaje wprowadzony w ruch obrotowy z jednoczesnym tworzeniem się strefy rozciągającej w osi materiału jak w przypadku walcowania rur.▓. ■walc.wzdłużne: materiał wykonuje ruch postępowy względem obracających się walców. Aby materiał został uchwycony przez walce i wciągnięty do tzw. Kotlicy walcowniczej to musi być spełniony WARUNEK CHWYTU: kąt tarcia musi być ≥ od kąta chwytu (α). [ T=μN, Tx≥Nx, Tcosα≥Nsinα, μNcosα≥Nsinα, μ≥tgα, tgρ≥tgα, ρ≥α ]. Aby nacisk jednostkowy wywierany przez materiał walcowany na walec był możliwie najmniejszy to dług.linii styku walców z materiałem winna być możliwie najkrótsza. ▓. *im linia styku jest dłuższa tym większy jest opór tarcia, *małe średnice walców powodują mniejszą linię styku, *szybkość wypływającego materiału jest o tyle większa o ile większy jest stounek g1/g0. ■walc.poprzeczne: materiał wykonuje ruch obrotowy w skutek ściskania go obracającymi się walcami, tarczami lub szczękami płaskimi, stos.do walcowania wielowypustów, gwintów, kół zęb. ■walc.bruzdowe:walc.wzdłużne za pomocą walców o beczce z bruzdami. Projektowanie bruzd zwie.się kalibrowaniem walców. W zależności od kształtu bruzd uzyskujemy wyroby, np. szyny kolejowe, kąt-, te-, zet-, kształt-owniki.
6. KUCIE, metody: – a) swobodne – operacje: •spęczanie swobodne (młot spadowy ▓), zjaw.ogran: -wyboczenie (smukłość materiału wyrażona ilorazem l/d, zależy również od met.przygotowania powierzchni czołowych i od współcz.tarcia na pow.czołowych), -pęknięcie (w skutek występujących naprężeń rozciągających w spęczanym materiale) ▓; •wydłużanie▓; Materiał płynie bez ograniczenia w stosunku do ruchu narzędzia. Istotny wpływ na przebieg kucia mają opory tarcia. Im większe tarcie tym większa deformacja pobocznicy (kształt beczkowaty). b)półswobodne c)matrycowe – w tym sposobie płynięcie metalu w kierunku prostopadłym do ruchu narzędzi zostaje ograniczone ściankami matrycy.
Wyciskanie- materiał pod naporem stempla wypływa przez otwór lub przez szczeliny utworzone przez narzędzia. W zależn.od kierunku płynięcia materiału wyróżniamy wyciskanie: przeciwbieżne F↓ ↑m; współbieżne F↓ ↓m; złożone F↓ ↕m; poprzeczne F↓ →m. Wyciskanie różni się od kucia: przekrój początk.w kuciu jest mniejszy od końcowego. Aby zmniejszyć opory tarcia podczas wyciskania na zimno stosuje się wyciskanie hydrostatyczne. Wypływająca ciecz nei tylko eliminuje tarcie na pobocznicy ale również wypływa razem z materiałem i w ten sposób znacząco obniża opory tarcia a tym samym zmniejsza obciążenie narzędzi. Tą metodą można wytwarzać np. frzy, koła o zębach śrubowych. Wyciskaniem produkuje się wszelkiego rodzaju profile z metali nieżelaznych. Ponieważ w procesie wyciskania materiał poddawany jest trójosiowemu nierównomiernemu ściskaniu, można go odkształcać nawet na zimno bez obawy o naruszenie jego spójności.
amigo47