Transcript Prednáška č.5
1. Rozdelenie technologických procesov tvárnenia 2. Tvárnenie za tepla a za studena, sprievodné javy plastickej deformácie Prednáška č.5
Patrí k základným výrobným procesom v strojárskej výrobe Procesy sú založené na schopnostiach materiálov, ktoré vplyvom účinku mechanickej a niekedy aj tepelnej energie menia svoj tvar Technologické procesy tvárnenia sú produktívne spôsoby výroby, pri ktorých sa znižuje spotreba materiálu a zlepšujú sa fyzikálne a mechanické vlastnosti súčiastok
ZÁKLADNÉ POJMY: Tvárenie Technologický proces, pri ktorom sa mení tvar východiskového materiálu pôsobením vonkajšej sily
Výtvarok Výrobok zhotovený tvárnením bez ohľadu na druh tvárniacej operácie Podľa druhu a tvaru východiskového materiálu, ako aj podľa zmeny prierezu, člení sa tvárnenie na plošné a objemové
Plošné tvárnenie Proces, pri ktorom sa dosahuje požadovaná zmena tvaru bez podstatnej zmeny prierezu východiskového materiálu (väčšinou plech)
Objemové tvárnenie Proces, pri ktorom sa dosahuje požadovaná zmena zmenou tvaru prierezu východzieho materiálu
Strihanie je oddeľovanie materiálu v celom priereze bez ohľadu na to, či oddelený kus je hotový výrobok alebo polotovar
Výlisok Výrobok vyhotovený na lise a to buď plošným alebo objemovým tvárnením
Výkovok Výrobok vyhotovený kovaním, na bucharoch a lisoch objemovým tvárnením
Rozdelenie technologických tvárniacich procesov
Technologické tvárniace procesy možno rozdeliť podľa: a) teploty b) tepelného efektu c) stupňa dosiahnutej deformácie
Plastické vlastnosti čistých kovov a zliatin sa z hľadiska tvárnenia menia vplyvom teploty Mení sa ich odpor, ktorý kladú proti trvalej zmene tvaru Pri vysokých teplotách má väčšina kovov a ich zliatin lepšie plastické vlastnosti Tvárnenie podľa teploty sa čelní: a) tvárnenie za studena b) tvárnenie za tepla
Časť energie vynaloženej na deformačný proces sa mení na teplo Toto teplo sa môže úplne odviesť do okolia alebo sa akumuluje v tvárnenom kove, a tým sa jeho teplota zvýši
Podľa toho, aké množstvo vyvinutého tepla sa spotrebuje na zvýšenie teploty tvárneného kovu, tvárnenie možno rozdeliť na tieto procesy: a) Adiabatické tvárniace procesy b) Izometrické tvárniace procesy c) Polytropické tvárniace procesy Adiabatické tvárniace procesy Pri týchto procesoch všetko vyvinuté teplo zostane v tvárnenom kove a spotrebuje sa na zvýšenie jeho teploty
Izometrické tvárniace procesy Vyznačujú sa tým, že všetko vyvinuté teplo sa odvádza do okolia, takže teplota tvárneného kovu sa nemení Vzniká vtedy, keď vonkajšie pole je stacionárne, deformácia je vratná alebo nevratná, ale dostatočne pomalá vzhľadom na odovzdávanie tepla
Polytropické tvárniace procesy Procesy sprevádzané zvýšenou teplotou, ale nie také ako pri adiabatickom tvárnení Vyvinuté teplo sa sčasti odvedie do okolia, sčasti zostane v tvárnenom kove V praxi zvýšenie teploty vzhľadom na tvárniace procesy prakticky nie je dôležité (pri konvenčnom tvárnení) Pri tvárnení veľkými energiami vyvodenými rýchlosťou nárazového účinku nástroja, premení sa na teplo veľké množstvo energie a iba nepatrná časť sa odvedie do okolia
Pre všeobecnú klasifikáciu technologických tvárniacich procesov je rozhodujúcim kritériom aký veľký môže byť stupeň deformácie pri určitej teplote a rýchlosti deformácie bez nebezpečenstva vzniku trhlín na povrchu tvárneného telesa Podľa prevládajúceho priebehu deformácie tvárnenia delí sa tvárnenie: a) objemové tvárnenie b) plošné tvárnenie c) delenie
Na docielenie určitého stupňa deformácie sú potrebné značne veľké deformačné sily, pričom nevzniká nebezpečenstvo vzniku trhlín Príkladom tohto tvárnenia je kovanie v uzavretých zápustkách, pretláčanie pod.
Je plastická deformácia, ku ktorej dochádza pri technologických tvárniacich procesoch za studena a spôsobuje zmenu mechanických, fyzikálnych a chemických vlastností Stúpa pevnosť, tvrdosť materiálu a jeho ťažnosť klesá Používa sa: na docielenie lesklého a hladkého povrchu výrobku, ako napr. pri valcovaní plechov, pásov, lesklom ťahaní drôtu a pod.
Na dosiahnutie presných rozmerov výrobku, ako napr. pri valcovaní plechov, pásov, lesklom ťahaní drôtu a pod.
Na zvýšenie pevnosti a tvrdosti tvárneného materiálu Pri liatinách ktoré nie sú schopné rekryštalizácie Keď tvárnenie za tepla nie je možné Ak sa môžu lacno a rýchlo vyrábať súčiastky pri vyhovujúcej kvalite
Vplyv tvárnenia za studena na vlastnosti ocele Tvárnenie za studena je značne nerovnorodý proces Nerovnorodosť zapríčiňuje predovšetkým spevňovanie za studena, pretože kov sa na povrchu spevňuje inak ako v jadre Plastická deformácia kovov ako konglomerátov kryštálových zŕn sa vyznačuje tým, že deformácia jednotlivých zŕn je síce rôzne veľká, ale pritom sa zachovajú všetky znaky plastických deformácií monokryštálov
Pri plastickej deformácií za studena sa znižuje hustota kovu Tvárnením za studena stráca oceľ deformačnú schopnosť Zo vzrastajúcou deformáciou za studena klesá aj odolnosť ocele proti korózii
Vplyv tvárnenia za tepla na vlastnosti tvárneného materiálu bude iný, ako pri tvárnení za studena Pri tvárnení za tepla prebiehajú súčasne dva deje (deštrukcia a rekryštalizácia) Jedným z najdôležitejších vplyvov tvárnenia za tepla je vznik vláknitej štruktúry Vláknitá štruktúra sleduje geometrický tvar výkovku, vlákna sa pokrivia a nie ako pri trieskovom obrábaní porušia
Vláknitú štruktúru nemožno viac zmeniť tepelným spracovaním ani tvárnením Výhodou tvárnenia za tepla je, že sa zvárajú trhliny, bubliny a rozdrvujú obaly zŕn Docieli sa rovnomernejšia a jemnozrnnejšia štruktúra Nevýhodou je nákladný a pomerne zdĺhavý proces, ktorý vplýva na produktivitu práce
Ohrev na tvárniacu teplotu Ohrev materiálu pri tvárnení za tepla je dôležitou operáciou, lebo má vplyv nielen na spotrebu energie, ale tiež na produktivitu a kvalitu výroby i spotrebu materiálu Ohrev sa realizuje v ohrievacích zariadeniach Teplotu ocelí pri ohreve je možné odhadnúť podľa farby svetla vyžarovaného materiálom Pri oceliach vznikajú vrstvy oxidov ktoré sa nazývajú okoviny
Vplyv tvárnenia za tepla na vlastnosti ocele Nositeľom plastickej deformácie za tepla je viskózny mechanizmus sprevádzaný dynamickou rekryštalizáciou Viskózna plastická deformácia môže sa uplatniť len pri veľmi malých rýchlostiach deformácie alebo veľmi vysokých teplotách Štruktúra tvárneného kovu za tepla môže byť podľa podmienok tvárnenia jemnozrnná alebo hrubozrná
ODLIATKY Najrozšírenejšie si ingoty a surové železo ingot sa valcuje v hutných prevádzkach, ale môže sa aj kovať Prierezy sú najčastejšie štvorcové alebo obdĺžnikové
PREDVALKY Ingot sa spracováva vo valcovniach na predvalky Druhy prevalkov: a) bloky – najčastejšie štvorcového prierezu, používajú sa pre kovanie väčších výkovkov a pre ďalšie valcovanie b) sochory – obdĺžnikový a štvorcový prierez, používajú sa pre kovanie väčších výkovkov a pre ďalšie valcovanie c) bramy – sú obdĺžnikového prierezu a používajú sa na valcovanie plechov
VÝVALKY Finálne výrobky vyrobené valcovaním za tepla alebo za studena Najatejšie používaným polotovarom pre strojárske výrobky Druhy vývalkov: a) tyče b) drôty c) rúrky d) plechy
[1] Kráľ J., Zdravecká E. – Základy strojárskej výroby , elfa s.r.o. ,Košice 2004, ISBN 80-89066-72-0 , 142s.
[2] Blaščík a kol. – Technológia tvárnenia, zlievárenstva a zvárania , Alfa.
,Bratislava 1988, 063-563-87 TTZ , 832s.
[3] Wikipedia, Dostupný z WWW: