Tváření. produktivní metody výroby polotovarů a hotových výrobků, které se dají dobře mechanizovat i automatizovat (velká výkonnost, minimální odpad)

Transkript

1 Poznámka: tyto materiály slouží pouze pro opakování STT žáků SPŠ Na Třebešíně, Praha 10; s platností do r v návaznosti na platnost norem. Zákaz šíření a modifikace materiálů. Děkuji Ing. D. Kavková TEORIE TVÁŘENÍ

2 Tváření produktivní metody výroby polotovarů a hotových výrobků, které se dají dobře mechanizovat i automatizovat (velká výkonnost, minimální odpad) hydraulický lis střižný nástroj

3 Materiály dobrá tvařitelnost - plasticita materiály určené ke kování, válcování, lisování apod. - oceli, neželezné kovy, některé nekovové materiály tvařitelnost je funkcí - materiálu (chemického složení a struktury) - teploty - napětí - vnějšího prostředí aj.

4 Tvařitelnost vlastnost materiálu tvářet se bez makroskopického porušení tvárný materiál si zachová tvar daný působením vnějších mechanických sil (a to i po jejich zániku) tvárnost zjišťujeme různými zkouškami - za studena - za tepla

5 Stroje lisy - tváření se děje působením klidných sil (válcování, lisování, ) buchary - tváření se děje působením rázy (kování, nýtování, ) působením vnějších sil se částice materiálu přemisťují, aniž se poruší celistvost materiálu dochází k deformaci mřížek (změna polohy atomů v krystalické mřížce, změna parametru mřížky)

6 Lis působí silou ve formě tlaku na stlačované těleso - deformace a změna tvaru rozdělení - dle používané energie (ruční, hydraulické, mechanické, pneumatické) - dle stavby (vertikální, horizontální) velikost lisu - velmi různá (malé hodinářské až rozměrné tiskařské)

7 Lisy

8 Lisy hydraulický lis výstředníkový lis

9 Lisy hydraulický kovací lis exentrický lis

10 Lisy

11 Válcovací stolice

12 Katedra strojírenské technologie Buchary tváření se děje působením rázy - kování - nýtování,

13 napětí [Mpa] Deformace pružné (elastické) - změna < 1 parametr mřížky (teoreticky o ½, prakticky o 15%) trvalé (plastické) - změna min. o 1 parametr mřížky 2 1 oblast významná pro technologické zpracování 2 deformace [1]

14 Schéma deformace elastická deformace - přestane-li vnější síla působit, dojde vlivem vnitřní energie k vyrovnání všech změn a atomy se vrátí do původní polohy plastická deformace - napětí vzroste na mez kluzu, atomy mění polohu min. o 1 mřížkový parametr, trvalá změna

15 Kluzné roviny změna polohy atomů v kluzných rovinách (tj.roviny nejhustěji obsazené atomy) posuvy jsou usnadněny vakancemi a dislokacemi krystalové mřížky

16 Dvojčatění plastická deformace - mřížka se natočí do polohy příznivé pro kluz a část krystalu se kluzem deformuje

17 Bodové poruchy

18 Čárové poruchy - dislokace dislokace hranová dislokace šroubová

19 Dislokace nejdůležitější vlastnost - schopnost pohybu (nastává účinkem napětí v krystalové mřížce - rovina kluzu) kluz dislokace - nadbytečná vrstva atomů se pohybuje celým krystalem a hromadí se na hranicích zrn pohybu dislokací odpovídá určitá plastická deformace

20 Rm, Re [MPa] A [%] Vyčerpaná tvárnost kovu pohyb dislokací zastaven - nutno Rm napětí zvýšit kov klade deformaci 400 Re 40 odpor - zpevňuje se (mez kluzu roste a blíží se mezi A pevnosti) tvárnost kovu je stupeň deformace [%] vyčerpána změna mechanických vlastností

21 Vliv teploty tvářením dodána kovu energie - rozložena nerovnoměrně (max. v místech největšího nakupení dislokací) dochází k deformacím (zpevnění materiálu) nízká teplota - nerovnovnovážný stav vyšší teplota - nastává přechod do rovnovážného stavu - rekrystalizace

22 tažnost, pevnost, tvrdost Změny vlastností HB R m A zotavení rekrystalizace teplota [ C]

23 Zotavení zánik bodových vad uvolňování, přemísťování a zanikání dislokací nevzniká nové zrno T z = (0,25 až 0,30) T t T t teplota tání materiálu

24 Rekrystalizace vznik nových nedeformovaných zrn účinky zpevnění se ruší netvoří se nová fáze T r = (0,35 až 0,45) T t T t teplota tání materiál nová zrna se od tvářených liší tvarem a velikostí

25 50 C teplota [ C] Rozdělení tváření za tepla (nad teplotou rekrystalizace) za studena (pod teplotou rekrystalizace) horní teplota tváření 1148 A 3 dolní teplota tváření A 1 0,8 2,11 obsah C [%]

26 Tváření za tepla horní teplota tváření - počátek tváření (200 až 300) C pod solidem dolní teplota tváření - ukončení tváření 50 C nad A 3 - ocel má jemnou strukturu není-li tváření dokončeno, nový ohřev (vzniká oxid železa - okuje, opal 3 až 5%) změna vlastností - fyzikální (klesá el.odpor a měrný objem) - mechanické (pokles pevnosti, houževnatosti, tvrdosti a meze kluzu vzrůstá tvárnost a odolnost korozi)

27 Tváření za studena textura materiálu - zrna protažena ve směru působící síly (protaženy i nekovové vměstky) - vliv na vlastnosti tvářeného kovu fyzikální vlastnosti - roste elektrický odpor a měrný objem mechanické vlastnosti - zvyšuje se pevnost, tvrdost, mez kluzu - zmenšuje se tvárnost, vrubová houževnatost

28 Anizotropie vlastností zpracování není v celém rozsahu rovnoměrné vznik pnutí (může nastat porušení materiálu) tvářený materiál získává odlišné vlastnosti ve směru tváření a ve směru kolmém materiál se dostává do nerovnovážného stavu (upravujeme rekrystalizačním žíháním)

29 Vláknitost způsobena nečistotami kovů - tvářením se zrna protahují (textura) rekrystalizace - přeměna deformovaných zrn na nová jemnější (textura zmizí)

30 Vláknitost nečistoty vyloučené v povrchových vrstvách rekrystalizaci nepodléhají (nezmění svůj protáhlý tvar)

31 Stupeň deformace a prokování vláknitost má vliv na mechanické hodnoty - pevnost, tažnost a vrubovou houževnatost ve směru vláken a napříč jsou jiné hodnoty, - mění se stupněm deformace a stupněm prokování

32 Lisování - tváření za studena strojní zařízení - lisy (jednoduché stroje, nekvalifikovaní dělníci) nástroje - nákladnější, vhodné pro hromadnou výrobu lisovací linky - automatizované lisy ve spojení s dopravním zařízením lisovací technika - zahrnuje zpracování kovových a jiných materiálů či polotovarů - střiháním, tvářením, popř. obojím způsobem

33 Princip dosažení trvalé změny tvaru materiálu bez odebírání třísek, působením vnějších sil, pod rekrystalizační teplotou plošné tváření - bez podstatné změny tloušťky mat., mechanické vlastnosti se nemění objemové tváření - nastává změna průřezu, objem se nemění, materiál se zpevňuje, klesá tažnost

34 Rozdělení lisovacích nástrojů jednoduché - pro jeden úkon postupové - pro více úkonů stejného druhu vykonaných stejným nástrojem za sebou (děrování, střihání) sloučené - zhotovení výlisku najednou, sloučením několika úkonů stejného druhu (současné děrování a střihání) sdružené - sloučené nebo postupné provádění pracovních úkonů různého druhu (ohýbání a střihání, )

35 Jednoduchý nástroj

36 Postupový nástroj

37 Sloučený nástroj

38 Sdružený nástroj

39 Zdroje Wikipedia - internetová encyklopedie Katedra tváření kovů a plastů sekce/03.htm