TVÁŘENÍ KOVŮ Cíl tváření: dát polotovaru požadovaný tvar a rozměry

Transkript

1 TVÁŘENÍ KOVŮ Cíl tváření: dát polotovaru požadovaný tvar a rozměry získat výhodné mechanické vlastnosti ve vztahu k funkčnímu uplatnění tvářence Výhody tváření : vysoká produktivita práce automatizace robotizace sériová výroba vysoká využitelnost materiálu minimální odpad výrobky jsou tvarově a rozměrově přesné bez dalších operací zlepšení struktury a vlastností kovů nízká hmotnost tvářených součástí Nevýhody tváření drahé stroje a nástroje

2 ZÁKLADNÍ DĚLENÍ TVÁŘENÍ Podle charakteru: plošné objemové Podle teploty : za tepla za studena za poloohřevu, neúplného ohřevu Podle metod: konvenční nekonvenční

3 ZÁKLADNÍ DĚLENÍ TVÁŘENÍ Objemové tváření kování volné, zápustkové protlačování dopředné, zpětné, stranové, kombinované válcování desky, pásy, plechy, fólie Plošné tváření stříhání děrování, stříhání, ostřihování,přistřihování, vysekávání, protrhávání ohýbání - tvar U,V, lemování, ohraňování,zakružování, žlábkování, rovnání tažení (bez) se ztenčením stěny, na 1 tah na více tahů, rotační nádoby, nepravidelné tvary, zpětné tažení, rozšiřování, zužování

4 VLIV TEPLOTY NA VLASTNOSTI TVÁŘENCŮ

5 NEKONVENČNÍ ZPŮSOBY TVÁŘENÍ periodické válcování tažení na plovoucím trnu vícestupňové kování superplastické tváření tváření výbuchem plátování výbuchem válcování kovových prášků tváření ultrazvukem tváření ve vakuu tváření v dusíku tváření vícesložkových materiálů výroba tenkostěnných profilů válcováním

6 PERIODICKÉ VÁLCOVÁNÍ výroba polotovarů nebo výrobků jejich průřez se pravidelně opakuje periodické válcování podélné příčně periodické válcování mlecí koule

7 TAŽENÍ TRUBEK tažení bez trnu zmenšení vnitřního i vnějšího Ø trubky mění se tloušťka stěny tažení s pevným trnem změna vnějšího Ø trubky a tloušťky stěny dle trnu, trnová tyč- krátké rozměry tažení na plovoucím trnu na tažných bubnech, dlouhé trubky zmenšení vnitřního i vnějšího Ø trubky mění se tloušťka stěny

8 VÍCESTUPŇOVÉ KOVÁNÍ kování s válcováním monobloky 600mm-1250mm kola dynamicky namáhané vysoké nároky na spolehlivost

9 SUPERPLASTICKÉ TVÁŘENÍ docílení tažností až 1000% výhoda složité výtažky jedinou tvářecí operací předpoklad velmi jemnozrnná struktura dochází ke zmenšení tloušťky a) vzorek před tažením b) mechanicky tažený c) tažený při vysokých teplotách

10 TVÁŘENÍ VÝBUCHEM tlak GPa čas 6-10sec velkorozměrné výlisky díly raket, letadel, elektrárny, nádrže, lodě 1 díl nástroje lisovnice médium vzduch, voda písek

11 VÝROBA TENKOSTĚNNÝCH PROFILŮ výroba tenkostěnných profilů plynulým ohýbáním profily otevřené nebo uzavření

12 TVÁŘENÍ VNITŘNÍM PŘETLAKEM ohýbání, stříhání, děrování

13 TVÁŘENÍ VNITŘNÍM PŘETLAKEM a) tváření volné b) tváření s příčně děleným nástrojem c) tváření s podélně děleným nástrojem

14 KOVOTLAČENÍ PŘETAHOVÁNÍ

15 HYDROMECHANICKÉ TAŽENÍ METODY TVÁŘENÍ KOVŮ A PLASTŮ

16 MECHANICKÉ SPOJE METODY TVÁŘENÍ KOVŮ A PLASTŮ

17 PŘESNÉ STŘÍHÁNÍ METODY TVÁŘENÍ KOVŮ A PLASTŮ

18 NEKONVENČNÍ METODY DĚLENÍ MATERIÁLU Stříhání - mechanický způsob dělení materiálu oddělení materiálu dochází mezi dvěma břity působením smykového napětí snaha o koncentraci plastické deformace co nejvíce do místa střihu (má vliv na následné plastické vlastnosti) - dosaženo optimální střižnou vůlí limitující pro tuto technologii je pevnost a tloušťka stříhaného materiálu výhody: vysoká produktivita, nízké provozní náklady, vysoká přesnost, technologie je za studena nevýhody: vznik otřepu a deformačního zpevnění okolí střihu (má významný vliv na následné plastické vlastnosti), drahé nástroje a stroje

19 NEKONVENČNÍ METODY DĚLENÍ MATERIÁLU Přístřih polotovar z plechu určený k následnému zpracování technologií plošného tváření Průmyslová odvětví - především automobilový a letecký průmysl Problémy stříhání: řezná (střižná) hrana se již dále neupravuje následné plastické vlastnosti jsou tedy mimo jiné ovlivněny charakterem řezné (střižné) hrany vlastnosti dány konkrétní vlastní technologií a jejími parametry při následném plošném tváření může dojít ke vzniku trhliny iniciované od místa dělení

20 Vodní paprsek NEKONVENČNÍ METODY DĚLENÍ MATERIÁLU výhody: tloušťka mat., libovolný řezaný materiál bez tepelného ovlivnění a deformačního zpevnění vysoká přesnost řezu a malé ztráty materiálu nevýhody: koroze materiálů, vyšší hladina hluku, ekonomická nákladovost, podkosení řezné hrany Laser výhody: přebytečné teplo tenký řez (0,2 0,01 mm) úzká tepelně ovlivněná zóna, široké spektrum řezaných materiálů, řez s minimální plastickou deformací nevýhody: omezující faktor je tloušťka řezaného materiálu, Plasma tepelně ovlivněná zóna, vysoká cena zařízení a vysoké provozní náklady výhody: rychlý řez bez předehřívacího cyklu nevýhody: tvorba otřepu z roztaveného kovu na spodní straně, větší TOZ než u laseru, možnost řezání pouze elektricky vodivých materiálů

21 NEKONVENČNÍ METODY DĚLENÍ MATERIÁLU Důvody použití nekonvenčních metod dělení: v současné době je snaha výrobců automobilů o zvýšení pasivní bezpečnosti (zvýšení tuhosti karoserie) snížení hmotnosti (úspora pohonných hmot). Dosáhnout těchto protichůdných požadavků je možné pouze ve zvyšování podílu vysokopevnostních materiálů v konstrukci karoserie. Octavia 1997 Octavia 2004

22 R [MPa] METODY TVÁŘENÍ KOVŮ A PLASTŮ NEKONVENČNÍ METODY DĚLENÍ MATERIÁLU Materiály používané na výrobu karosérie RAK 40/70 CPW 800 DP 900 MSW 1200 DX56 TWIP e [%]

23 KUT [ - ] smluvní napětí R [MPa] METODY TVÁŘENÍ KOVŮ A PLASTŮ 1500 NEKONVENČNÍ METODY DĚLENÍ MATERIÁLU Porovnání diagramů statické zkoušky tahem u materiálu MS-W MS oceli - martenzitické ocele (Martensitic Steels) vysoká pevnost vysoké deformační zpevnění absorbce energie Materiál MSW ,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 Rp 0,2 [MPa] min. 900 poměrné prodloužení e [-] R m [MPa] A 80 [%] Děleno plasmou Děleno laserem Děleno vodním paprskem Broušeno Frézováno n [-] C max [%] Si [%] min 5 0,18 1,0 Porovnání komplexního ukazatele tvařitelnosti KUT u materiálu MS-W ,1 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 Děleno plasmou Děleno laserem Děleno vodním paprskem Broušeno Frézováno