Reklama
Kreatyna - https://www.mtbs.pl - Kreatyna
A A A

Wytwarzanie elementów tłoczonych

Jak już wspomniano na wstępie tego rozdziału, typowe elementy silni­kowe wykonywane są z reguły z półfabrykatów lanych lub kutych. Wyroby tłoczone stanowią najczęściej drobne, nietypowe elementy w silniku, jak pokrywy, odrzutniki oleju, podkładki itp. Do nielicznych wyjątków zali­czyć należy miski olejowe i pokrywy głowicy. Z podanych względów zagadnienia technologii tłocznictwa zostaną omówione w znacznie węż­szym zakresie niż zagadnienia technologii odlewnictwa i kuźnictwa. Procesy tłoczenia można podzielić na dwie zasadnicze grupy: 1) procesy tłoczenia, w których występuje naruszenie spójności mate- riału (wykrawanie), 2) procesy kształtowania bez naruszenia spójności materiału. Do pierwszej grupy zaliczamy operacje, które doprowadzają do oddzie­lenia jednej części materiału od drugiej, a więc: wycinanie, przycinanie, odcinanie, wycinanie otworów (dziurkowanie), nadcinanie, okrawanie i wy­gładzanie. Narzędzia stosowane do tego celu noszą nazwę w y k r o j n i-k ó w. Do drugiej grupy zaliczamy operacje, które zmieniają kształt i wymiary płaskiego materiału wyjściowego. W tym przypadku rozróżniamy nastę­pujące rodzaje operacji: gięcie, ciągnienie oraz inne operacje kształtowa­nia. Stosowane narzędzia w zależności od rodzaju pracy, dzielimy na: tłoczniki ginące — do operacji gięcia, ciągowniki do operacji ciągnienia i tłoczniki złożone — do złożonych operacji tłoczenia. Gięcie polega na kształtowaniu materiału (w postaci pasków blachy, dru­tów i rur) pomiędzy powierzchniami narzędzia, natomiast ciągnienie — na kształtowaniu przedmiotów w postaci naczyń za pomocą przetłaczania materiału przez otwór matrycy. Do innych operacji kształtowania zaliczyć należy przede wszystkim: wyoblanie, obciąganie i profilowanie. Wyoblaniem nazywamy kształtowanie naczynia z płaskiego krążka blachy zamocowanego do wirującego wzornika, przy czym materiał przez dociskanie go narzędziem w postaci drąga zakończonego zaokrągloną wy­polerowaną gałką lub wypolerowanym wałkiem nakłada się stopniowo na wzornik. Obciąganie polega na tłoczeniu blachy wypukłym stemplem, bez użycia matrycy, przy czym obrzeża blachy są z obu stron stempla zaciśnięte w uchwytach. Profilowanie natomiast stanowi pewną odmianę walcowania, lecz bez zmiany grubości blachy. Płaski pasek blachy przepuszcza się przez układ wałków, które nadają mu pewien profil poprzeczny. Nie są to wszy­stkie operacje; istnieje jeszcze szereg operacji kształtowania, jak zawijanie brzegów, dotłaczanie itp. W procesie wytwarzania elementów tłoczonych, poza właściwymi opera­cjami tłoczenia, występuje cały szereg operacji pomocniczych: 1) cięcie materiału wyjściowego na paski za pomocą nożyc, 1)smarowanie wstępne i międzyoperacyjne dla zmniejszenia tarcia między przedmiotem a roboczymi częściami narzędzia, 2)wyżarzanie w celu usunięcia naprężeń wywołanych przeróbką plastyczną i zmiękczenia, 4) obcinanie obrzeża, 3)odtłuszczanie, trawienie, neutralizowanie i my-c i e, 4)bębnowanie dla usunięcia zadziorów i oczyszczenia powierz­chni. Materiałem wyjściowym jest najczęściej blacha. Rozróżniamy tłoczenie blach na zimno i na gorąco. Największe rozpowszechnienie uzyskało tło­czenie na zimno. Proces ten nie wymaga dodatkowych operacji nagrzewa­nia, a ponadto umożliwia osiągnięcie większej dokładności. Tłoczenie na gorąco stosowane jest do wyrobu dużych przedmiotów z grubych blach. Podgrzanie metalu zwiększa jego własności plastyczne, wskutek czego stawia on wówczas mniejszy opór siłom odkształcającym; w ten sposób uzyskuje się obniżenie sił potrzebnych do tłoczenia. Koniecz­ność stosowania tłoczenia na gorąco spowodowana jest także w wielu przy­padkach właściwościami pewnych materiałów, które podczas tłoczenia na zimno mają skłonność do pękania. Jeżeli pominie się nagrzewanie blachy, to operacje tłoczenia na gorąco i na zimno są zupełnie analogiczne, a stosowane tłoczniki mają konstrukcję podobną. Wszelkie operacje tłoczenia przeprowadza się na prasach mechanicznych lub hy­draulicznych. Pod względem zastosowania prasy mechaniczne dzielimy na niżej wy­mienione grupy. 5)Prasy ogólnego przeznaczenia. Ta grupa najczęściej reprezento­wana jest przez prasy korbowe i mimośrodowe uniwersalne, pierwsze zwykle o nacisku 60-f-2000 T, drugie — 150-^.200 T; są one proste w budowie, ekonomiczne, szybkobieżne, łatwo mogą być przystosowane do różnego rodzaju robót 1 nadają się do większości operacji tłoczenia: cięcia, gięcia, płytkiego ciągnienia, obję­tościowego kształtowania miękkich metali itp. Do tej grupy należą również prasy śrubowe (cierne) o nacisku do około 2000 T. 6)Prasy ciągowe. Prasy te służą do wykonywania operacji wymagających dużego skoku suwaka, tj. do ciągnienia, zwłaszcza głębokiego. W zależności od sposobu napędu suwaka rozróżniamy prasy ciągowe: korbowe, dźwigniowe i zębate. Najbar­dziej rozpowszechnione są ciągowe prasy korbowe (o nacisku 30-^400 T) pojedynczego i podwójnego działania (z dociskaniem materiału za pomocą specjalnego suwaka prasy). 7)Prasy kolanowe. Prasy te, budowane o nacisku 75-5000 T, stosuje się do operacji, przy których wymagany jest niewielki skok suwaka przy dużym nacisku i dużej dokładności wykonania, a więc do dotłaczania, wybijania, wyciskania itp. 8)Prasy zautomatyzowane i prasy automaty. Konstrukcja tych pras umożliwia częściową lub całkowitą mechanizację procesu technologicznego przez zastosowanie dodatkowych urządzeń podających materiał wyjściowy i odbie­rających gotowe wyroby oraz przez zastosowanie wielooperacyjnych tłoczników. Prasy hydrauliczne umożliwiające uzyskanie wielkich nacisków stosowane są głównie do ciągnienia, dotłaczania, wyciskania i cięcia. Prasy te zyskały szczególnie szerokie zastosowanie przy tłoczeniu na gumie; do tego celu budowane są prasy o na­cisku do 10 000 T. Zagadnienie dokładności tłoczenia, ze względu na znaczne zróżnicowanie wykonywanych operacji, należy w zasadzie rozpatrywać dla każdego ro­dzaju operacji oddzielnie. Wielkość odchyłek położenia i wymiarów po­szczególnych powierzchni uzależniona jest od tego, czy powierzchnie te w czasie procesu tłoczenia stykają się z powierzchniami roboczymi narzę­dzia, czy też nie. W pierwszym przypadku dokładność wymiarów zależy od odkształceń sprężystych materiału, dokładności wykonania i dokładności pracy tłocz­ników oraz ich zużycia. Odkształcenia sprężyste odgrywają istotną rolę przy operacjach cięcia, gięcia i ciągnienia. Po wycinaniu wymiary nieco zwiększają się, a po dziurkowaniu — zmniejszają. Przy operacjach gięcia, gdy stosunek promienia gięcia do grubości materiału jest duży, trudno jest uzyskać dokładne wymiary. Wielkość odkształceń sprężystych przy ciąg­nieniu jest stosunkowo nieznaczna. Wielkość tolerancji wymiarów robo­czych tłocznika uzależniona jest od wymaganej dokładności wyboru. Nie­dokładność pracy tłocznika może być wywołana mimośrodowym lub zwi­chrowanym ustawieniem stempla lub matrycy oraz niedokładnością usta­wienia i dociśnięcia materiału wyjściowego. Powierzchnie wyrobu nie stykające się w procesie tłoczenia z powierz­chniami roboczymi narzędzia mają pewną swobodę przestrzenną, a prze­mieszczanie się tych powierzchni zależy od plastycznych własności mate­riału i od rodzaju operacji. Wielkość odchyłek położenia i wymiarów takich powierzchni jest znaczna. Rozpatrując dla przykładu operację ciągnienia będziemy mieli do czy­nienia zarówno z dokładnością powierzchni wyrobu stykających się z po­wierzchniami roboczymi narzędzia, a więc stosunkowo wysoką dokładno­ścią średnicy zewnętrznej (w klasie 3 lub 4), jak i dokładnością powierzchni swobodnych, tj. z niedużą dokładnością wysokości, która dla naczyń o H ^ 0,5 • D waha się przeciętnie w granicach (0,05±0,15) H. Gładkość powierzchni wyrobów tłoczonych uzależniona jest od rodzaju i struktury materiału wyjściowego, rodzaju operacji, rodzaju powierzchni (powierzchnia stykająca się lub nie stykająca się z powierzchniami robo­czymi narzędzia), stanu powierzchni roboczych narzędzia i innych czynni­ków. Tłocznictwo jako jedna z nowoczesnych metod obróbki metali znajduje coraz szersze zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu; szeroki rozwój zawdzięcza ono szeregowi zalet, do których zaliczyć należy przede wszyst­kim: dużą wydajność, prostotę procesu technologicznego (możliwość wy­twarzania złożonych przedmiotów przy małej liczbie operacji), mała praco­chłonność operacji, możliwość automatyzacji procesów technologicznych, możliwość zatrudnienia personelu o małych kwalifikacjach i dobre wyko­rzystanie materiału. Wysoki koszt wykonania tłoczników jest czynnikiem ograniczającym w zasadzie zastosowanie tłoczników do produkcji masowej i wielkoseryj-nej. Pewne rozszerzenie zakresu stosowania tłocznictwa również na pro­dukcję małoseryjną możliwe jest w przypadkach użycia tłoczników uni­wersalnych i uproszczonych.