Tváření za studena – technologie tváření a slévání (2)

 

   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:

  1. Objem materiálu se nemění
  2. Mění se tvar a rozměry a vznikají deformace materiálu
  3. Materiál jde cestou nejmenšího odporu

 

Čtyři základní operace tváření za studena:

  1. Stříhání
  2. Ohýbání
  3. Tažení
  4. 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





Další podobné materiály na webu: