OBRÓBKA PLASTYCZNA CZ 2
Obróbka plastyczna jest metodą kształtowania wyrobów metalowych pod wpływem obciążeń wywołujących duże odkształcenia trwałe bez naruszenia lub z naruszeniem ciągłości materiału, w wyniku których otrzymuje się na ogół kształt wyrobu zbliżony do ostatecznego.
Odkształcenie plastyczne materiału w temperaturze otoczenia powoduje jego umocnienie, tj. wzrost twardości i polepszenie własności mechanicznych.
Wraz ze wzrostem stopnia zgniotu maleją jego własności plastyczne.
Materiał pod wpływem rosnących obciążeń odkształca się tylko do pewnego stopnia, w którym następuje takie jego umocnienie, że traci on zdolności plastyczne, a dalsze zwiększanie nacisku powoduje
ZDOLNOŚĆ METALI DO ZMIANY KSZTAŁTÓW POD DZIAŁANIEM SIŁ ZEWNĘTRZNYCH WYKORZYSTYWANA JEST PRZY WALCOWANIU, KUCIU, WYCISKANIU, TŁOCZENIU, CIĄGNIENIU I INNYCH OBRÓBKACH.
OBRÓBKA PLASTYCZNA:
1. NA GORĄCO PRZEPROWADZA SIĘ POWYŻEJ TEMP.
REKRTYSTALIZACJI,
2. NA ZIMNO PRZEPROWADZASIĘ W TEMP. OTOCZENIA LUB NIECOWYŻSZEJ (PONIŻEJ TEMP. REKRYSTALIZACJI)
AD1) nieznaczne polepszenie własności materiałów
AD2) polepszenie własności wytrzymałościowych przy jednoczesnym obniżeniu własności plastycznych
OPERACJĄ WYTŁACZANIA NAZYWAMY PROCES, PODCZAS KTÓREGO NASTĘPUJE PRZEKSZTAŁCENIE KAWAŁKA BLACHY WWYTŁOCZKĘ O POWIERZCHNI NIEROZWIJALNEJ.
Wytłoczki o powierzchniach nierozwijalnych to przedmioty od bardzo prostych, w rodzaju tulei, do bardzo złożonych w kształcie, np. elementy karoserii.
Wspólna cecha wytłoczek:
Niemożna ich rozprostować na płaszczyźnie przez rozginanie, bezpocięcia na odpowiednie elementy.
Operacja przekształcenia blachy w wytłoczkę o kształcie naczynia cylindrycznego.
Jeżeli naczynie ma być dość głębokie, a jego ścianka odpowiednio cienka, to proces wytłaczania przeprowadza się z dociskaczem.
Punkt B leży na linii granicznej.
Płaszczyzna B-B poprowadzona przez linię graniczną dzieli wytłoczkę na dwie części:
1. zewnętrzny kołnierz , w którym zachodzi proces ciągnienia 2. dno, w którym panuje dwuosiowe rozciąganie.
Osiowa siła Pk wywierana na wewnętrzny brzeg pierścienia zależy od oporu plastycznego kołnierza i ulega zmianie wmiarę zmniejszania się jego średnicy zewnętrznej D1 i powiększania się wysokości hk walcowychścianek.
Przebieg wytłaczania w zależności od stosunku D/d Pd = Pk
Proces powstawania wytłoczki można podzielić na następujące fazy:
1. P < Pk pl
Miejscowe plastyczne kształtowanie wgłębienia o średnicy [d] przy [ D = const ]
2. Pk pl< P < Pd pl
Plastyczne płynięcie kołnierza [ D maleje ]
Zakładamy, że: d = const.
D jest zmienne
Siła uplastyczniająca dno oraz siła zrywająca wytłoczkę nie zależą od D/d
(na wykresie reprezentowanesą przez proste równoległe do osiodciętych)
Siły : uplastyczniająca kołnierz i maksymalna kołnierza są
Przy projektowaniu i realizowaniu procesuwytłaczania blach należy pamiętać o dwóch zjawiskach stanowiących przeszkodę w otrzymywaniuprawidłowych wytłoczek. Są to:
1.pękanie wytłoczki w czasie tłoczenia 2.fałdowanie kołnierza wytłoczki
PĘKANIE WYTŁOCZEK
zr
k
P
P
max
d D
d gr
D
<
D d = m1>
D gr
d
m -współczynnik wytłaczania
zr
k
P
P
max
D gr
d
gdy m1 =
m
zr
d g R
P
MN k
P
kmax
Graniczne wartości współczynnika k
Zalecenia w celu uzyskania minimalnej Pkmax orazmożliwie dużej Pzr(zapobieganiepękaniu):
• zaokrąglenie krawędzi pierścienia ciągowego możliwie dużym promieniem,
• staranne wypolerowanie powierzchni roboczych pierścienia ciągowego i dociskacza,
• smarowanie powierzchni tnących,
• wykonanie możliwie dużych promieni zaokrąglenia krawędzi stempla.
Fałdowanie kołnierza
D
g 0 , 02
brak fałdowania, wytłaczanie swobodne[2] [1]
Dno: dwuosiowe rozciąganie : naprężenia obwodowe rozciągające [2], naprężenia promieniowe rozciągające[1]
W części cylindrycznej wytłoczki – jednoosiowe naprężenia rozciągające [1]
W kołnierzu – naprężenia obwodowe ściskające [2] oraz promieniowerozciągające [1]
Naobrzeżu wytłoczki – naprężenia obwodowe ściskające [2]
WYZNACZANIE ŚREDNICY KRĄŻKA
w
k
V
V
g = constw
k
A
A
dh d D h
d d
D 4
4 4
2 2
2
'
2
4 d h h
d
D
h + h’ , gdzie h’ konieczny naddatek wysokości na wyrównanie obrzeża
Uwzględniając promień przejścia ścianek w dno naczynia
0 2' 2
0
4 d h h 2 d r 8 r
d
D
Niebezpieczeństwo obwodowego pęknięcia wytłoczki, w czasie procesuwytłaczania, ogranicza średnicę użytego krążka, a więc i wysokość wytłoczki [h] nie może przekraczać ok. (0,7 ÷ 0,8) d.
Abyuzyskać wytłoczkę o większej wysokości w stosunku do średnicy, należy wstępnie ukształtowaną wytłoczkę poddać następnej operacji zwanejprzetłaczaniem.
PRZETŁACZANIE – POLEGA NA ZWIĘKSZENIU
WYSOKOŚCI WYTŁOCZKI, KOSZTEM
ZMNIEJSZENIA ŚREDNICY [ d ], PRZY CZYM GRUBOŚĆ ŚCIANKI [ g ] MOŻE SIĘ DOWOLNIE ZMIENIAĆ.
(Przekształcenie wytłoczki w wytłoczkę)
Zjawiska zakłócające przetłaczanie:
1. rozerwanie wytłoczki siłą osiową
m
zr
d gR
P P
max
2m2 – współczynnik przetłaczania
Po kolejnych operacjach
n gr n n
n
n
d
d d
m d
1 1
Przez wielokrotne powtarzanie operacji przetłaczania można uzyskać stopniowo zmniejszające się średnice wytłoczki.
2. fałdowanie ścianki bocznej
015
1,
0
d
ng
01
1,
0
d
ng
przetłaczanie swobodne
przetłaczanie z dociskaczem
Wzdłużne pęknięcie ścianki wytłoczki pod wpływem nadmiernego jej utwardzenia na obrzeżu
Jest wynikiem wykonania obliczonej liczby operacjiprzetłaczania, bezwyżarzania zmiękczającego.
