CIĘCIE

Sposoby cięcia: na nożycach: gilotynowych (z nożami równoległymi lub zukosowanymi), krążkowych (z krążkami równoległymi, z krążkiem górnym pochylonym, z obydwoma krążkami pochylonymi, na nożycach wielokrążkowych), skokowych (wibracyjnych)

Cięcie na wykrojnikach (wykrojniki- specjalnie konstruowane narzędzia. Elementami roboczymi są współpracujące stemple i matryce zamocowane w prasach mech lub hydr.) W zależności od kształtu linii cięcia oraz określenia wyrobu i odpadu, wyróżniamy operacje cięcia:

CIĄGNIENIE

Trzy podstawowe zabiegi ciągnienia dla wytłoczek o nierozwiniętych powierzchniach:

1. Wytłaczanie- zawsze pierwszy zabieg, mający na celu otrzymanie z płaskiego kawałka blachy wytłoczki o powierzchni nierozwijalnej (grubość=const.) Rodzaje wytłaczania: swobodne, z dociskaczem kołnierza, hydrauliczne (zewn lub wewn).

1-stempel; 2-matryca; 3-dociskacz kołnierza; 4-materiał wsadowy (krążek); 5-wytłoczka

Współczynnik wytłaczania m₁=d/D_k gdzie d-średnia średnica wytłoczki, D_k-średnica krążka

2. Przetłaczanie- ponieważ rzadko istnieje możliwość wykonania wytłoczki w jednym zabiegu należy zastosować dodatkowo zabieg(i) przetłaczania (zwiększenie wysokości kosztem zmniejszenia średnicy), (grubość=const.). Współczynnik przetłaczania: m₁=d_i/di-₁ gdzie d_i- średnia średnica po przetłoczeniu; d_i-1- średnia średnica przed przetłaczaniem.

Sposoby przetłaczania: swobodne, z dociskaczem pobocznicy; przewijanie, hydrauliczne.

1-stempel; 2-matryca; 3-; 4-; 5-wytłoczka przed zabiegiem; 6-w. po zabiegu

3. Wyciąganie- stosowane w celu uzyskania wytłoczek o cienkich ściankach i grubych denkach, bez znacznej zmiany średnicy wewn.

1-stempel; 2-matryca; 3- wytłoczka przed zabiegiem; 4- w. po zabiegu

Współczynnik wyciągania: m_Wn=g_n/g_n-₁ gdzie g_n - grubość ścianki po przetłoczeniu; g_n-₁ - grubość ścianki przed zabiegiem.

PROCES TECHNOLOGICZNY TŁOCZENIA

Analiza danych wyjściowych: kształtu; wymiarów; materiału wytłoczki (blachy o dobrej tłoczności, własności mech i plast). Opracowanie wymiarów materiału wyjściowego (dla wyt. okrągłych - krążki blachy o średnicy D_k wyznaczonej ze wzoru lub z zasady równości pola pow. wytł i krążka). Pobocznica powinna mieć wysokość nieco większą niż zamierzona dlatego, należy uwzględnić naddatek na okrawanie, który zostanie usunięty w zabiegu okrawania.

1. Wytłoczki 1-stopniowe mogą być z kołnierzem lub bez.

2. Wytłoczki wielostopniowe: aby obliczyć średnicę obliczamy powierzchnię wytłoczki (suma elementarnych pow = powierzchni krążka F_C). Średnica krążka D_k = 1.13

Określenie szerokości pasa lub taśmy, skoku podawania. Krążki wycina się z pasów lub taśm otrzymanych poprzez cięcie arkuszy blach. Należy określić minimalną szerokość tych pasów oraz skok podawania.

Pas lub taśmę prowadzimy w tłoczniku z dociskaczem bocznym lub bez, i w zależności od tego wyznaczamy szerokość pasa.

Skok wyznaczmy ze wzoru p= D_k + b

Pasy otrzymujemy poprzez podział wzdłużny lub poprzeczny arkusza blachy. Określamy współczynnik wykorzystania materiału:

1. obliczamy całkowitą ilość pasów z arkusza n_p

2. obl całkowita ilość krążków z pasa i_w

3. całkowita ilość krążków z arkusza n_C = i_w ^. n_p

4. wsp wykorzystania materiału

gdzie
- pole pow krążką;
- pole arkusza

5. wybieramy arkusz o największym wsp

Sprawdzenie czy istnieje możliwość wykonania wytłoczki w jednym zabiegu. Wyznaczamy wsp ciągnienia m_C=d/D_k i porównujemy z wsp wytłaczania

Jeżeli wytłoczki nie możemy wykonać w jednym zabiegu należy wyznaczyć ilość niezbędnych zabiegów ciągnienia.

Określenie rzeczywistych wsp ciągnienia wytłoczek poprzez skorygowanie wsp tablicowych obliczonymi poprawkami.

Wyznaczenie pozostałych wymiarów wytłoczek (wysokość lub wysokości poszczególnych części, promienie zaokrągleń pomiędzy poszczególnymi częściami r_m =(5..10)g; r_s >(4..6)g).

Formowanie wytłoczki wielostopniowej:

Wyznaczenie sił w poszczególnych zabiegach

1. cięcie arkuszy - siła cięcia nożyce gilotynowe

=(2..5^o)

2. wycinanie krążków - siła na wykrojnikach P=k^.l^.g^.R_t; k- wsp=1.3; l-dł linii cięcia; R_t =0.81^.R_m

3. Siła w zabiegach ciągnienia - należy uwzględnić zastosowanie dociskacza kołnierza lub pobocznicy. Zastosowanie wynika z g i średnicy krążka. Jeśli spełniony jest warunek g=<0.02 D_k nie trzeba stosować dociskacza. W przypadku tłoczenie wytłoczek z kołnierzem dociskacz jest zawsze wymagany.

3.1 Siła wytłaczania P=R₁^.
.d₁^.g^.R_m gdzie d₁ -średnia średnica wytł; R_m- wytrzymałość na rozciąganie; R₁ -wsp zależny od m₁ oraz grubościenności krążka

3.2 Siła przetłaczania P= R₂^.
.d_i^.g^.R_m gdzie R₁ -wsp zależny od m_i oraz grubościenności krążka

3.3 Siła docisku kołnierza P_d=A^.q gdzie A- pole półfabrykatu pod dociskaczem; q- nacisk jednostkowy dociskacza (zal od rodz mat i g blachy)

3.4 Całkowitą siłę liczymy sumując siły ciągnienia i siły docisku kołnierza (pobocznicy)

Defekty podczas tłoczenie: urwanie denka, pęknięcie pobocznicy wytłoczki w górnej części. W takich przypadkach należy wytłoczkę poddać wyżarzaniu rekrystalizującemu; w celu usunięcia tlenków utworzonych na powierzchni wytrawić w kwasie siarkowym 5%; zneutralizować w zasadzie; płukanie; suszenie.

WYCIĄGANIE WYTŁOCZEK

Średnica krążka

d- średnia średnica; g_n- grubość końcowa ścianki; g₀- grubość początkowa materiału; h- wysokość wytłoczki; a- naddatek na okrawanie obrzeża a=(0.1..0.2)h

Określenie czy możliwe jest wykonanie wytłoczki bez kołnierza w jednym zabiegu. Średnica wewnętrzna wytłoczki powinna być nieznacznie większa niż średnica wewn gotowego wyrobu.

Liczymy ilość zabiegów wyciągania; Liczymy poszczególne wysokości kolejnych wytłoczek.

Wyznaczamy sił niezbędnych do wykonania wytłoczki P=
^.d_n^. (g_n-1-g_n)^.R_m^.k_c gdzie: wsp k_c zależny od odkształcenia.

KUCIE NA MŁOTACH

1-mat górna; 2-płaszczyzna podziału; 3-rowek na wypływkę; 4-mat dolna; 5-odkuwka

Cechy rowka na wypływkę: zapobiega intensywnemu płynięciu materiału w płaszczyźnie podziału matryc i zapewnia wypełnienie materiałem wykroju; amortyzuje uderzenia jednej matrycy o drugą i zwiększa trwałość narzędzi; stanowi magazynek na nadmiar materiału.

Procesy kucia matrycowego prowadzone są na gorąco. Temperatura kucia zależy od rodzaju materiału (dla St3, St4 wynosi 800-1250^oC).

PROJEKTOWANIE PROCESU KUCIA

1. Określenie składu chemicznego materiału

2. Własności mechaniczne materiału

3. konstrukcja odkuwki na podstawie kształtu i wymiarów detalu

3.1. Określenie płaszczyzny podziału

3.2. określenie jednostronnych naddatków na obróbkę skrawaniem (zależą od: kl dokł wykonania odkuwki (Z- dla młotów P-P); masy detalu; wskaźnika trudności materiałowej M (zal od pierwiastków stopowych); wymiarów detalu)

3.3. określenie pochyleń ścianek (dla młotów P-P p_z=6^o (1:10); p_w=9^o (1:6))

3.4. określenie promieni zaokrągleń (zewn (od h_max), wewn (od max głębokości), miejsca zmian przekroju (od średnicy))

3.5. grubość denka

4. Wyznaczenie wskaźnika trudności wykonania odkuwki S

KUCIE NA PRASACH

Naddatki przyjmuje się wg podwyższonej (P), dokładnej (D) lub bardzo dokładnej (BD) klasy dokładności w zależności od stanu tech. prasy. Pochylenie ścianek ze względu na zastosowanie wyrzutnika są dużo mniejsze.

W celu wyeliminowania zakleszczenia się odkuwki stosuje się otwarty kształt rowka na wypływkę.

Z- wsp spalania (zależy od sposobu nagrzewania)

Średnica i długość materiału wyjściowego D_w i L_w.

Zabiegi kucia na prasach

Spęczenie materiału w celu usunięcia zgorzeliny.

KUCIE NA KUŹNIARKACH

Na kuźniarkach można kształtować:

ZASADA KUCIA NA KUŹNIARKACH

Materiał w postaci odcinka pręta układa się w dolnej nieruchomej części matrycy. Po zaciśnięciu ruchomej matrycy górnej następuje kształtowanie odkuwki.

PROJEKTOWANIE PROCESU KUCIA NA KUŹNIARKACH

1. określenie płaszczyzny podziału (pokrywa się z osią symetrii detalu i płaszczyzną prostopadłą do osi)

2. określenie naddatków na skrawanie f(masy detalu; wskaźnika trudności materiałowej M; wymiarów gabarytowych). Naddatki na ściankach prostopadłych do osi symetrii f(całkowitej długości).

3. Pochylenie ścianek wewn. p_w=3^o (1:20)

4. Promienie zaokrągleń (zewn, wewn, miejsca zmian przekroju (zależą od obsadzenia))

5. Określenie trudności wykonania odkuwki S

WYTYCZNE DO OPRACOWANIA TECHNOLOGII KUCIA

PIERŚCIENIE

1. Kształtowanie zewnętrznej średnicy pierścienia oraz wgłębienia do połowy grubości kołnierza

2. Wycięcie denka wraz z prętem

3. Okrawanie wypływki (jeżeli d>d₀ należy materiał poza pierścieniem przewęzić)

Jeżeli stosunek spęczania m>3 lub d<d₀ - w początkowych zabiegach kucia materiał należy spęczyć na stożek.

TULEJE

1. Zabieg kucia. W środkowej części odkówki d_ip=

2. Drugi zabieg. Możliwe jest wykonanie takiego otworu h
3^.d₀