MiUPM

Przeróbka metali

obejmuje teoretyczne i technologiczne problemy procesów: walcowania, ciągnienia i tłoczenia, kucia, prasowania i wyciskania, a także niekonwencjonalnych procesów kształtowania materiałów.

Cięcie

Cięcie polega na oddzieleniu jednej części materiału od drugiej za pomocą narzędzi, natomiast kształtowanie polega na zmianie kształtu materiału do pożądanego.

Odcinanie

Jest to cięcie wzdłuż linii niezamkniętej, po czym następuje oddzielenie jednej części od drugiej.

Wycinanie

Jest to cięcie wzdłuż linii zamkniętej okalającej przedmiot wycinany.

Dziurkowanie

Jest to cięcie wzdłuż linii zamkniętej, w której wycięta część jest odpadem.

Przycinanie

Jest to cięcie wzdłuż linii niezamkniętej, w której część odcięta jest odpadem.

Okrawanie

Jest to cięcie, w którym następuje usunięcie naddatków.

Nacinanie

Jest to cięcie po linii niezamkniętej bez usunięcia materiału, często następuje odgięcie oddzielonego materiału.

Rozcinanie

Jest to rozdzielenie na części za pomocą cięcia.

Wygładzanie

Polega na odcinaniu naddatków z materiału, aby uzyskane powierzchnie były wykonane dokładniej (wymiarowo) jak również miały ostre krawędzie i gładką powierzchnię cięcia.

Siła cięcia (Składowa F skierowana zgodnie z kierunkiem ruchu stempla decyduje o sile osiowej, wywieranej na suwak prasy oraz o wielkości pracy cięcia)

F = klgRt (l – długość linii cięcia, w mm; g – grubość ciętego materiału wmm)

Wytrzymałość materiału

Rt = 0,8· Rm lub: Rt = 1,2· Re

Czynniki wpływające na proces tłoczenia

rs– promień stempla, rm– promień matrycy, s – luz pomiędzy matrycą i stemplem, Fd – siła dociskacza, v – prędkość stempla

Wytłoczki o powierzchni nierozwijalnej

Wytłoczki o powierzchni nierozwijalnej - zalicza się przedmioty od bardzo prostych (typu miseczka) do złożonych kształtów (elementy karoserii samochodu).

Podstawowe operacje kształtowania wytłoczek nierozwijalnych

operacje służące do nadania zasadniczego kształtu wytłoczce:

Wytłaczanie

jest to proces, podczas którego następuje przekształcenie płaskiego półwyrobu w wytłoczkę o powierzchni nierozwijalnej.

Przetłaczanie

polega na zwiększeniu wysokości wytłoczki kosztem zmniejszenia średnicy _ d, przy czym grubość ścianki _ g, powiększa się.

Przewijanie

w wyniku procesu przewijania powierzchnia wewnętrzna wytłoczki staje się zewnętrzną.

Wyciąganie

polega na zwiększeniu wysokości wytłoczki przez zmniejszenie grubości jej ścianki, przy czym wewnętrzna średnica wytłoczki nie ulega zazwyczaj większej zmianie.

Dotłaczanie

polega na nadaniu wytłoczce ostatecznego kształtu.

Wywijanie

za pomocą wywijania otrzymuje się powiększenie uprzednio wyciętych otworów i wywinięcie ścianek dookoła tych otworów.

Obciskanie

obciskaniem nazywa się operacje, która powoduje zmniejszenie wymiarów poprzecznych wyrobów.

Rozpychanie

rozpychaniem nazywa się operację, która powoduje powiększenie wymiarów poprzecznych wyrobów. Stosuje się do kształtowania wypukłych, bocznych ścian rur, kształtowania kołnierzy wytłoczek.

Wybór technologii tłoczenia

bez dociskacza lub z dociskaczem

Wytłaczanie: a) bez dociskacza, b) z dociskaczem;

1 – stempel, 2 – matryca, 3 – wytłaczany metal, 4 – dociskacz

Warunek utraty stateczności

Pozwala nam obliczyć konieczność stosowania dociskacza w procesie tłoczenia.

Zastosowanie dociskacza jest konieczne, jeżeli powyższa zależność jest spełniona (prawdziwa). To znaczy kiedy lewa strona jest równa bądź mniejsza od prawej.

Dla uniknięcia sfałdowań najczęściej stosuje się wytłaczanie z dociskiem. Wadą stosowania dociskacza jest zwiększenie oporów tarcia, które wskutek zbyt dużej siły nacisku mogą być przyczyną pęknięcia wytłoczki.

Przykład 1

Fałsz

Przykład 2

Prawda

Współczynnik wytłaczania i stopień wytłaczania

W praktyce przemysłowej przyjęto określać wartość współczynnika wytłaczania:

Współczynnik wytłaczania

m1, w1

Graniczny współczynnik wytłaczania

Jeżeli współczynnik m1 (obliczony) jest większy od pewnej wartości granicznej

mgr:

Wartość granicznego współczynnika wytłaczania (mgr) zależy od:

Określenie sił w procesie wytłaczania

W czasie wytłaczania spełniony musi być warunek:

w.

w.

Maksymalna siła wytłaczania jest równa sile zrywającej wówczas, gdy współczynnik jest równy granicznej wartości. Ponieważ w pierwszym przybliżeniu siła zrywająca wytłoczkę wynosi:

gdzie: d – średnica wytłoczki, g – grubość początkowa materiału, Rm – wytrzymałość na rozciąganie kształtowanej blachy.

Gdy współczynnik m1 jest większy od wartości granicznej

siła Fmax jest mniejsza od Fzr, przy czym stosunek tych dwóch sił, oznaczamy przez n

Uwzględniając wartości współczynnika n podane w tabeli 2, maksymalną siłę wytłaczania można obliczyć ze wzoru:

wzór

wz

wz

Siłę wywieraną przez dociskacz

liczy się według wzoru

Ad – powierzchnia, na którą działa dociskacz

q – nacisk jednostkowy, zależny od rodzaju materiału i jego grubości

sila

D – średnica krążka materiału wejściowego blachy, dm – średnica otworu matrycy, rm – promień zaokrąglenia krawędzi matrycy

Schemat tłoczenia z dociskaczem

Schemat tłoczenia z dociskaczem

Wzory na: rs, rm, dm

wzory

sr. wytłoczki

sr. wytłoczki

Całkowita siła potrzebna do wytłaczania (minimalna siła nacisku prasy) wynosi:

Całkowita siła potrzebna do wytłaczania (minimalna siła nacisku prasy) wynosi:

Całkowita siła potrzebna do wytłaczania (minimalna siła nacisku prasy) wynosi:

Całkowita siła potrzebna do wytłaczania (minimalna siła nacisku prasy) wynosi:

Wykrawanie

Wykrawanie jest to cięcie przyrządem na prasie. Spójność metalu narusza się narzędziem, którego składowymi są: stempel tnący i matryca tnąca.

Tłoczenie

Proces technologiczny przeróbki plastycznej na zimno lub na gorąco blach, płyt lub folii, obejmujący cięcie i kształtowanie z nich przedmiotów małej grubości w stosunku do szerokości i długości, np. powłok blaszanych, rur czy kształtowników giętych.