Otázka: Tváření za studena
Předmět: Technologie tváření a slévání
Přidal(a): Emko
-Tváření kovů rozumíme technologický proces, při kterém dochází k požadované změně tvaru výrobku nebo polotovaru, případně vlastností v důsledku působení vnějších sil
-podstatou tváření je vznik plastických deformací
Tváření za studena
-tváření pod rekrystalizační teplotou, kdy dochází ke zpevňování materiálu a zrna se deformují ve směru tváření, vytváří se struktura
-zpevněním se zvyšují mechanické hodnoty (mez pevnosti a kluzu) a klesá tažnost
-výhodou je vysoká přesnost rozměrů kvality povrchu (nenastává okujení) a zlepšování vlastností zpevněním
-nevýhodou je nutnost používat velké tvářecí síly, nerovnoměrné zpevnění a omezená tvárnost materiálu
ZÁKONY TVÁŘENÍ:
- Objem materiálu se nemění
- Mění se tvar a rozměry a vznikají deformace materiálu
- Materiál jde cestou nejmenšího odporu
Čtyři základní operace tváření za studena:
- Stříhání
- Ohýbání
- Tažení
- Protlačování
1) STŘÍHÁNÍ
Pod operace stříhání:
a)Prosté stříhání
b)Děrování
c)Vystřihování
d)Ostřihování
e)Přistřihování
f)Nastřihování
g)Prostřihování
NÁSTROJE PRO STŘÍHÁNÍ
Průběh střihu:
-v první fázi je oblast pružných deformací, kdy se materiál stlačuje, ohýbá a vtlačuje se do otvoru střižnice
-druhou fází je oblast plastických deformací
-střižník se vtlačuje do plechu a ten do otvoru střižnice a napětí překračuje mez kluzu a na hranách střižníku a střižnice se blíží mezi pevnosti
-ve třetí fázi začínají na hranách vznikat trhlinky a poté postupně dojde k odstřižení materiálu
Druhy střihadel:
a) Jednoduché střihadlo:
-výstřižek vzniká v jednom kroku, jeden střižník
b) Postupové střihadlo:
-minimálně dva střižníky za sebou, výstřižek vzniká na dva kroky pohybu plechu
c) Sloučené střihadlo:
-dva střižníky jsou konstrukčně v jednom činném nástroji, výstřižek vzniká na jeden krok
d) Sdružené střihadlo:
-sdružuje na jednom nástroji minimálně dvě odlišné operace (střih + ohyb)
KOSTRUKCE JEDNODUCHÉHO STŘIHADLA
-stopka; upínací hlavice; vložka; upínací deska; střižník; střižnice; vodící deska; vodící lišty; základová deska
STŘIŽNÁ SÍLA, VŮLE, PRÁCE
1. Střižná síla:
Teoretická síla
Ft = l.t.tau [N] l=obvod střižné hrany; t=tloušt.mat.; tau=pevnost ve střihu
Skutečná síla:
Fs=k.Ft [N] k=1,3-1,7
Skutečná síla je větší z důvodu postupného zaoblení hran střížníku
2. Střižná práce:
A=(K.Fs.t)/1000 [J] k=0,5-0,6 koef. Závis. Na tl. Plechu ;Fs=střižná síla;t=tl.plechu
3. Střižná vůle:
-stříhání je jedinou tvářecí operací kde chceme, aby došlo k porušení materiálu
-při výpočtu tvářecích sil se projeví tím, že zde použijeme mez pevnosti místo meze kluzu
-mezi střižníkem a střižnicí je střižná vůle respektive střižná mezera (1/2 střižné vůle)
-nelze totiž postavit nástroj bez mezery kvůli možné havárii
-kvalitního výstřižku docílíme optimální vůlí
-jednostranná vůle je 3-7% z tloušťky plechu pak se zvětšuje podle pevnosti materiálu
Nástřihový plán:
-je to rozmístění výstřižků na daný formát plechu tak, aby odpad při stříhání byl co nejmenší
-hospodárnost nástřihu charakterizuje součinitel využití materiálu,který lze zapsat ve tvaru:
K=So/Sp
2) OHÝBÁNÍ
Ohýbání je operace, při které je materiál nejprve pružně a poté plasticky deformován
-ohýbaným dílem je vedena neutrální osa, na které při ohýbání nedochází ani k porušení ani ke zkrácení
-ve vrstvách pod neutrální osou dochází k tlakovému namáhání, naopak ve vrstvách nad osou je namáhání tahové.
Technologické zásady při ohýbání:
1) Osa ohybu by měla být vždy vedene kolmo na směr vláken v materiálu
2) Poloměr ohybu Rmin=k/t(k=konst. materiálu,t=tl.plechu)poloměr ohybu vzhledem k odpružení by měl být co nejmenší,ale vzhledem k materiálu co největší
3) Při návrhu ohybu je nutné vždy uvažovat s úhlem odpružení
4) Ohýbaná ramena by měla mít stejnou délku
5) Počet ohybů co nejmenší
Pod operace ohýbání (válcování):
-ohranování
-lemování
-drápkování
-navíjení
-zkrucování
-zakružování
-rovnání
3) TAŽENÍ
-tažení je technologický způsob tváření, při kterém se jedním nebo v několika tazích vyrobí z rovného plechu (přístřihu) duté těleso (polozavřená nádoba)
-nástrojem pro tažení je tažidlo,které se skládá z tažníku a tažnice a ostatních konstrukčních částí, výrobkem je výtažek
-materiál se musí nejen vytáhnou, ale také zároveň stlačit
-tvořily by se přehyby nebo by se utrhlo dno
Tažná síla:
1. Velikost tažné síly pro rotační tvar výtažku se pro nástroj bez přidržovače, pro první a další tahy zjednodušuje výpočet podle vztahu:
F=S.Rm S=pí.d.t[mm2]
2. Velikost tažné síly pro nástroj s přidržovačem, pro první a další tahy se zjednodušeně vypočtou:
Fc=Ft+Fp=L.t.Rm+Sp.p
Tažnice:
-pro rotační výlisky bývají celistvé a mají tvar prstence
-tvar a úprava funkčních ploch tažnice je závislá na druhu materiálu, tvaru výtažku,počtu tahů a na způsobu odstraňování výtažku z tažnice
-u tažnic s ostrou hranou výtažek propadá tažnicí(po průchodu výtažku tažnicí dojde k odpružení materiálu a při zpětném plní ostrá hrana funkci stírače)u tažnic s úkosem se výtažek vrací nad tažnici a je stírán z tažníku nebo je v tažnici speciální stírač
-tažnice se vyrábějí z ocelí 19 191,19 436, 19 437 a kalí se na HV 750 +- 30
-funkční část tažnice je jemně broušena a leštěna
-během tažení vzniká velké tření mezi tažníkem ,tažnicí a výtažkem, proto musí být zajištěni intenzivní mazání
-používají se tuhá i tekutá maziva (minerální oleje, vazelína, grafit)
-trvanlivost tažnic se zvýší zalisováním do objímky s předpětím (předpětí vzniká zkosením vnějších stěn o 3-5°)
-trvanlivost tažnic je také možné zvýšit jejich vložkováním SK vložkami
Určování velikosti a tvaru přístřihu:
-určování velikosti a tvaru přístřihu je velmi důležité, neboť výrazně ovlivňuje kvalitu výtažku
-u rotačních těles se používají různé tabulky z odborných knih nebo grafické metody stanovení průměru přístřihu
-u hranatých tvarů se používají různé grafické, výpočtové metody nebo jejich kombinace
-zásadou bývá, že plocha přístřihu se rovná ploše výtažku s přídavkem na odstřihnutí
Technologické zásady, mazání:
-výška výtažku má být co nejmenší
-upřednostňovat rotační výtažky s rovným dnem
-rohy hranatých výtažků zaoblit
-příruby na výtažky se používají jen v nevyhnutelných případech
-tolerovat rozměry tak,aby se výtažky nemuseli kalibrovat
-volit materiály s dobrými tažnými vlastnosti se zaručenou tažností 11 331
-plášť výtažku je pod vlivem odpružení mírně kuželovitý
-okraje výtažku jsou někdy nerovné, přídavek na odstřižení
-rekrystalizační žíhání
4) PROTLAČOVÁNÍ
-protlačování je tvářecí operace kdy materiál ,,teče´´ kolem průtlačníku, působením krátkodobého, ale vysokého tlaku dokud nevznikne výrobek
-výrobku říkáme protlaček
-nástrojem je protlačovadlo(průtlačník+průtlačnice)
Rozlišujeme tyto základní způsoby protlačování:
a) dopředné protlačování
b) zpětné protlačování
c) sdružené protlačování
-materiály: cín,měd,11 340,11 370=mají velkou tažnost, nejlépe se hodí vysokotažné plechy a hliníkové materiály
-polotovar pro protlačování se vypočítá z prvního tvářecího zákonu,kdy se objem materiálu musí rovnat objemu protlačku
-protlačovací síla:
F=p.S [N]
-protlačování napomáhá žíhání např. na měkko a tzv. fosfátování,které snižuje tření mezi materiálem a nástrojem
