-
Proizvodne tehnologije
U procesu oblikovanja sila i rad se sa maine za obradu preko
alata prenose na radni predmet. Geometrijski oblik i dimenzije
izratka obezbjeuje alat. Alat i za obradu deformisanjem su sloeni i
pri njihovom projektovanju treba pomiriti" zahtjeve rentabilnosti i
funkcionalnosti. Pri konstrukciji alata treba prioritet dati
jednostavnijim izvedbama, sa veim brojem standardnih elemenata. Na
taj nain se smanjuje cijena alata. Jednostavnost u konstruktivnoj
izvedbi alata ne smije ugroziti njegovu funkcionalnost i tanost u
radu. Na Slici 1.2 prikazani su alati koji se koriste u tehnolokim
postupcima obrade deformisanjem.
a. Alat za probijanje i prosijecanje b. Alat za savijanje
Slika 1.2 Alati za obradu deformisanjem
Za obradu deformisanjem koriste se univerzalne i specijalne
maine. Univerzalne maine se, uz upotrebu odgovarajuih alata, mogu
koristiti za razliite procese obrade deformisanjem. U univerzalne
maine spadaju: krivajne, hidrauline, frikcione prese, parni i
vazduni ekii, itd. Specijalne maine se koriste samo za odreene
operacije, npr. maine za savijanje cijevi, maine za valjanje
navoja, itd.
Na Sl ici 1.3 dat je izgled maina za obradu deformisanjem.
Slika 1.3 Maine za obradu deformisanjem
-
Proizvodne tehnologije
Zastupljenost u primjeni, prednosti u odnosu na obradu skidanjem
strugotine, ekspanzija u razvoju maina za obradu i novih materijala
najbolji su pokazatelji znaaja obrade deformisanjem, kao modernog
vida prerade materijala.
Prednosti ovog naina obrade mogu se definisati sa
tehniko-tehnolokog i ekonomskog aspekta, i to:
1) Izrada proizvoda komplikovanog oblika ostvaruje se u jednom
hodu maine za deformaciju. Izrada istih proizvoda na drugi nain i l
i ne bi bila mogua i l i bi zahtjevala vie radnih operacija.
2) Postie se velika dimenzionalna tanost proizvoda uz uske
izradne tolerancije.
3) Proizvodi imaju visoke mehanike karakteristike i relativno
malu teinu.
4) Postie se znaajna uteda u potronji materijala i energije.
5) Visok stepen produktivnosti, stabilnosti i pouzdanosti u
radu.
6) Maine za obradu su jednostavne za posluivanje, tako da za
proizvodnju nije neophodna visokokvalifikovana radna snaga.
7) Ekonominost u uslovima serijske i masovne proizvodnje.
Pored navedenih prednosti, mogu se uoiti i ogranienja u primjeni
kao to su:
1) Neekonominost u uslovima pojedinane i maloserijske
proizvodnje.
2) Visoki investicioni trokovi prouzrokovani upotrebom skupih
maina i ureaja za obradu.
3) Sloeni i komplikovani alati, ija je konstrukcija i izrada
skupa.
1.1 Podruje obrade deformisanjem
Obrada deformisanjem je vid obrade kod kojeg se materijal dovodi
u stanje plastinog teenja, tj. optereuje iznad granice razvlaenja.
Deformacija koja nastaje u materijalu je trajna. Ukol iko se
optereenje poveava u nekom momentu doi e do razdvajanja estica
materijala. Podruje obrade deformisanjem sa stanovita deformacije
moe se podijeliti na:
plastinu deformaciju i deformaciju do razaranja materijala.
4
-
Proizvodne tehnologije
Grafika interpretacija podruja obrade deformisanjem data je
preko dijagrama istezanja za elastino-plastian materijal.
Slika 1.4 Dijagram
-
Proizvodne tehnologije
Prema brzini deformacije obrada deformisanjem se moe podijeliti
na:
kvazistatiko deformisanje
-
Proizvodne tehnologije
TEHNOLOGIJE OBLIKOVANJA LIMOVA
Duboko izvlaenje
Savijanje
Rotaciono izvlaenje
Specijalni postupci
Provlaenje
Suavanje
Proirivanje
Clinching
Razvlaenje
Tabela 1.1 Tehnologije oblikovanja limova
1
-
Proizvodne tehnologije
2. TEORETSKE OSNOVE
2.1 Vrste deformacija
Pod deformacijom se u postupcima obrade deformisanjem
podrazumijeva promjena oblika i dimenzija radnog predmeta pod
dejstvom vanjskih sila.
Najjednostavniji nain za defmisanje pokazatelja (vrsta)
deformacija je idealizirani sluaj sabijanja paralelopipeda
(sabijanje bez trenja).
Dimenzije paralelopipeda prije deformisanja definisane su
visinom h0, irinom b0, i duinom
/ 0 . Pod dejstvom vanjske sile F paralelopided se deformie u
paralelopiped dimenzija h\,
bx i /,. (Slika2.1)
I
Slika 2.1 Sabijanje paralelopipeda
Odnos dimenzija paralelopipeda prije i nakon deformisanja moe se
iskazati relacijom:
(2.1)
Promjene dimenzija paralelopipeda u pravcu osa pravouglog
koordinatnog sistema mogu se izraziti preko tri pokazatelja:
13
-
Proizvodne tehnologije
1. Apsolutna deformacija
Apsolutne deformacije predstavljaju razliku dimenzija
parelelopipeda prije i nakon deformisanja. Pozitivne deformacije su
one koje dovode do poveanja poetnih dimenzija radnog predmeta, a
negativne one koje prouzrokuju njihovo smanjenje. Od ovog pravila
se odstupa kada to olakava analizu postupka obrade.
2. Relativna deformacija
Relativna deformacija predstavlja odnos apsolutne deformacije i
poetne dimenzije paralelopipeda (radnog predmeta).
3. Logaritamska deformacija
Logaritamska deformacija predstavlja odreeni integral odnosa
beskonano malog prirataja duine i trenutne duine posmatrane
stranice paralelopipeda.
14
-
Proizvodne tehnologije
Na osnovu hipoteze o konstantnosti zapremine pri plastinom
deformisanju dobija se:
Pored navedenih pokazatelja deformacije koristi se i kontrakcija
poprenog presjeka. Kontrakcija poprenog presjeka pri sabijanju
paralelopipeda data je izrazom:
2.2 Nominalni i stvarni naponi
U procesima hladne deformacije sa rastom deformacije raste i
otpor kojim se materijal suprotstavlja deformaciji. Istovremeno
dolazi i do promjene njegovih mehanikih osobina, tako da se
poveavaju jaina i tvrdoa, a smanjuju istezljivost i ilavost.
15
Obrazac (2.5) moe se napisati na slijedei nain:
Logaritmiranjem izraza (2.6.) dobija se:
Izraz (2.7) definie dvije karakteristike logaritamske
deformacije:
1) pri plastinoj deformaciji zbir logaritamskih deformacija u
tri meusobno okomita pravca je jednak nuli.
2) Jedna logaritamska deformacija po apsolutnoj vrijednosti je
najvea i odgovara zbiru ostale dvije deformacije sa suprotnim
predznakom.
Gdje su:
A0 - povrina poprenog presjeka prije deformisanja;
A - povrina trenutnog poprenog presjeka.
-
Proizvodne tehnologije
U toku hladne obrade materijal ovrava, tj. gubi svoja plastina
svojstva. Ovravanje raste sa rastom hladne deformacije, tako da pri
odreenom stepenu deformacije materijal moe izgubiti sposobnost za
daljnje plastino oblikovanje. Kr iva ovravanja predstavlja
pokazatelj obradivosti materijala. Za iznalaenje krivih ovravanja,
odreivanje mehanikih osobina materijala i ocjenu njegove
plastinosti koriste se ispitivanja jednoosnim istezanjem.
Ispitivanje materijala jednoosnim istezanjem vri se na kidalici,
uz istovremenu registraciju zavisnosti sile od izduenja probne
epruvete. Za ispitivanja se koriste epruvete od lima, standardnih
dimenzija, krunog i l i pravougaonog presjeka.
Na Sl ici 2.2 dat je prikaz mjernog podruja epruvete i izgled
epruvete prije istezanja i neposredno prije prekida. Na Slici 2.3
prikazano je ispitivanje jednoosnim istezanjem na kidalici.
a) Mjerno podruje epruvete b) Skica epruvete
Slika 2.2 Probna epruveta
a) ematski prikaz kidalice b)Izgled epruvete c)Epruveta nakon
prekida
Slika 2.3 Ispitivanje jednoosnim istezanjem
16
-
Proizvodne tehnologije
Istezanjem epruvete dolazi do promjene njenih dimenzija. Duina
epruvete se poveava
(2.9)
Dijagram istezanja je grafika interpretacija zavisnosti
nominalnih napona
(2.10)
Na Slici 2.4 prikazanje dijagram nominalnih napona.
Slika 2.4 Dijagram nominalnih napona
17
a popreni presjek se smanjuje Deformacije probne epruvete mogu
se izraziti preko jedininog izduzenja deformacije
prvog reda, kontrakcije poprenog presjeka i l i deformacije
drugog reda i logaritamske
deformacije ih deformacije treeg reda, koie se definiu
izrazima:
izduzenja Nominalni napon se dobije kad se sila redukuje na
poetni popreni presjek probne epruvete:
od jedininog
-
Proizvodne tehnologije
Do take P veza izmeu napona i deformacija ima linearan karakter
i moe se izraziti relacijom:
Slika 2.5 Odreivanje granice razvlaenja
18
nominalni napon relativno izdueni e
modul elastinosti
Jednaina (2.11.) naziva se Hook-ov zakon. Do take E deformacije
su elastinog karaktera, to znai da probna epruveta nakon
rastereenja ima poetnu duim U taki V poinje teenje materijala.
Napon oznaava granicu poetka plastinog teenja
materijala tj. granicu razvlaenja. K o d velikog broja
materijala granica razvlaenja se ne moe uoiti sa dijagrama, pa se,
po standardu, za granicu razvlaenja uzima napon koji odgovara
trajnoj deformaciji od 0,2 %.
Nain odreivanja granice razvlaenja prikazanje na Slici 2.5.
-
Proizvodne tehnologije
Od take E do take Z na dijagramu (Slika 2.4) nakon rastereenja
dolazi do trajnih deformacija probne epruvete.
Napon u taki M predstavlja napon u momentu poetka lokalizacije
deformacije i naziva se jaina materijala na kidanje i l i zatezna
vrstoa:
(2.14)
gdje je :
Fm - maksimalno optereenje probne epruvete
U taki M sila istezanja je maksimalna. Zbog lokalizacije
deformacije na uskom podruju od take M do take Z dolazi do pada
nominalnih napona.
Stvarni naponi dobiju se kad se sila redukuje na trenutni
(stvarni) presjek probne epruvete:
Do poetka lokalne deformacije (do take M) moe se uspostaviti
veza izmeu stvarnih i nominalnih napona i deformacija I, II i III
reda:
(2.13)
(2.15)
(2.16)
Kako je trenutna povrina manja od poetne, stvarni napon je vei
od nominalnog Slika 2.6.
19
Linija rastereenja za taku paralelna je sa linearnim dijelom
krive pa trajna deformacija epruvete iznosi:
-
Proizvodne tehnologije
Slika 2.6 Dijagram nominalnih i stvarnih napona
Stvarni napon se u uslovima primjene naziva specifini
deformacioni otpor, jer predstavlja otpor materijala deformaciji
kojoj je izloen.
Dijagram istezanja za elik i aluminijum dat je na Slici 2.7, a
na Slici 2.8 dat je dijagram istezanja za razliite materijale.
20
-
Proizvodne tehnologije
a) Dijagram istezanja za elike b) Dijagram istezanja za: A -
krte materijale; B - jake ali ne i istegljive (duktilne); C -
istegljive (duktilne); D - plastine.
Slika 2.8 Dijagram istezanja za razne materijale
2.3 Krive ovravanja
K o d hladnog deformisanja otpor kojim se materijal
suprotstavlja deformaciji neprekidno raste. Krive ovravanja
predstavljaju grafiku interpretaciju funkcionalne zavisnosti
specifinog deformacionog otpora od deformacije.
Slika 2.9 Krive ovravanja prvog, drugog i treeg reda
21
N a Slici 2.9 date su krive ovravanja prvog, drugog i treeg
reda.
U zavisnosti od toga da li se ta zavisnost izraava preko
deformacije prvog
razlikuju se krive ovravanja prvog, drugog i treeg reda: i l i
treeg
-
Proizvodne tehnologije
Krive ovravanja predstavljaju jedan od pokazatelja obradivosti
materijala. Njihovo poznavanje je neophodno za odreivanje osnovnih
parametara procesa obrade deformacione sile i deformacionog
rada.
Svako stanje strukture elinog materijala ima svoju krivu
ovravanja. Za konstrukciju krivih ovravanja koriste se dijagrami
nominalnih napona (Slika 2.4) dobijeni probama na istezanje i l i
pritisak. Na svakoj krivoj ovravanja (Slika 2.9) uoavaju se dvije
karakteristine take:
1) Granica razvlaenja, tj. stvarni napon poetka teenja:
gdje su:
C - konstanta koja zavisi od vrste materijala;
n - eksponent krive ovravanja treeg reda.
U Tabeli 2.1 date su vrijednosti eksponenta krive ovravanja
treeg reda n i koeficijenta C za razliite grupe materijala.
22
Zbog malih razlika izmeu : napona na granici razvlaenja uzima se
da vrijedi:
stvarnog napona poetka plastinog teenja (k 0) i nominalnog
2) Stvarni napon u momentu poetka lokalizacije deformacije.
Na osnovu obrasca (2.16) dobija se:
U praksi se najee koristi kriva ovravanja treeg reda, koja se
rauna po izrazu:
-
Proizvodne tehnologije
MATERIJAL C (MPa) n
Aluminij 1100-O 180 0.20
2024-T4 690 0.16 6061-0 205 0.20 6061-T6 410 0.05 7075-0 400
0.17 Mesing
70-30 aren 900 0.49 85-15 hladno valjan 580 0.34
Bakar (aren) 315 0.54 elik
Niskougljenini, aren 530 0.26 4135 aren 1015 0.17
4135 hladno valjan 1100 0.14 4341 aren 640 0.15
304 nerajui , aren 1275 0.45 410 nerajui aren 960 0.10
Tabela 2.1 Vrijednosti C i nza razliite materijale
U literaturi se moe pronai veliki broj izraza za priblino
izraunavanje krivih ovravanja. Neki od tih izraza su:
(2.21)
23
-
Proizvodne tehnologije
gdje su:
A, B, C, n i n1 - konstante koje zavise od vrste materijala.
Najveu primjenu imaju obrasci oblika eksponencijalnih
funkcija.
2.4 Uslovi plastinog teenja
Uslov plastinog teenja definie prelaz materijala iz elastinog u
plastino stanje. K o d jednoosnog naponskog stanja do plastinog
teenja dolazi kada vrijednost napona istezanja (pritiska) dostigne
vrijednost napona na granici razvlaenja:
Funkcija (2.24) predstavlja zakonitost koju glavni naponi moraju
zadovoljiti da bi dolo do plastinog teenja materijala. U literaturi
postoji vie hipoteza o plastinom teenju materijala. Danas se najee
koriste dvije, i to:
Hipoteza najveeg tangencijalnog napona;
24
Uslov plastinog teenja za jednoosno naponsko stanje za realne
procese moze se napisati u obliku:
Gdje je :
k - specifini deformacioni otpor materijala
Realni procesi obrade deformisanjem odvijaju se u uslovima
sloenog (ravanskog i prostornog) naponskog stanja. Hipoteze o
plastinom teenju definiu ponaanje materijala u uslovima sloenog
naponskog stanja, ako je ono poznato u uslovima linearnog
optereenja. Uslov plastinog teenja za prostorno naponsko stanje moe
se definisati funkcijom:
-
Proizvodne tehnologije
Hipoteza najvee deformacione energije utroene na promjenu oblika
- energetski uslov plastinosti.
Prema hipotezi najveeg tangencijalnog napona do plastinog teenja
materijala dolazi kada razlika izmeu maksimalnog i minimalnog
glavnog normalnog napona dostigne vrijednost specifinog
deformacionog otpora, to se definie izrazom:
Prema energetskom uslovu plastinosti, plastino teenje nastaje
kada intenzivnost napona dostigne vrijednost napona teenja,
tj.:
2.5 Brzina deformacije i brzina deformisanja
Brzina deformisanja predstavlja brzinu kretanja alata i zavisi
od maine na kojoj se vri obrada. A k o se u vremenskom intervalu
izvri sabijanje radnog predmeta za brzina deformisanja se moe
izraunati preko izraza:
(2.27)
Obzirom da se brzina deformisanja kod veine maina mijenja u toku
procesa, uvodi se srednja brzina deformisanja u obliku:
(2.28)
Brzina deformacije je brzina kretanja estica materijala koji se
deformie:
(2.30)
25
Srednja brzina deformacije je promjena logaritamskog stepena
deformacije po vremenu za koje je deformacija izvrena:
-
Proizvodne tehnologije
2.6 Deformaciona sila i deformacioni rad
Deformaciona sila i deformacioni rad su osnovni parametri
tehnolokog procesa obrade deformisanjem. Pri projektovanju
tehnolokog postupka neophodno je odrediti maksimalnu deformacionu
silu i potrebni deformacioni rad. Na osnovu tih parametara se bira
maina za obradu. Deformaciona sila za idealizovani sluaj sabijanja
paralelopipeda (sabijanje bez trenja) (Slika 2.1) moe se izraunati
po izrazu:
Gdje su:
k - specifini deformacioni otpor; A - trenutna pritisnuta
povrina.
Rad ove sile na elementarnom putu dat je relacijom:
(2.32)
Ukupni deformacioni rad dobije se integraljenjem izraza
(2.32):
Specifini deformacioni otpor je konstantan za sabijanje u vruem
stanju, pa se deformacioni rad rauna po izrazu:
(2.31)
(2.33)
(2.34)
Gdje je:
Najvea deformaciona sila za vrue deformisanje dobija se po
izrazu:
(2.35)
gdje je:
Ai - povrina paralelopipeda nakon sabijanja
26
istisnuta zapremina
-
Proizvodne tehnologije
Kod sabijanja u hladnom stanju specifini deformacioni otpor nije
konstantan, pa se za proraun uzima njegova srednja vrijednost:
Gdje su:
ko - specifini deformacioni otpor na poetku deformacije
ki - specifini deformacioni otpor na kraju deformacije za
Deformacioni rad za sabijanje u hladnom stanju moe se izraunati
pomou izraza:
(2.37)
Najvea deformaciona sila za sabijanje u hladnom stanju
iznosi:
F^=K-AX (2.38)
Dobivene vrijednosti deformacionog rada po izrazima (2.34) i
(2.27) odgovaraju idealnom radu. Stvarni rad je vei od idealnog i
dobije se ako se vrijednost idealnog rada podijeli sa stepenom
korisnog dejstva tj. Na taj nain se uzimaju u obzir gubici uslijed
trenja. Vrijednost rj odreuje se prema Siebelu:
za hladno sabijanje rj = 0,85 * 0,95 ; za vrue sabijanje rj =
0,60 H- 0,80.
2.7 Primjeri za teoretske osnove
Zadatak broj 1 Poznate su dimenzije paralelopipeda prije
deformisanja: h0 =100 mm b0 = 80 mm l0 = 70 mm
i nakon deformisanja: h1, = 70 mm b1 = 100 mm /1 = 80 mm . Koje
vrijednosti imaju razliiti pokazatelji promjene oblika
paralelopipeda (kolike su vrijednosti razliitih stepana
deformacije)?
27
Najvea deformaciona sila za sabijanje u hladnom stanju
iznosi:
Dobivene vrijednosti deformacionog rada po izrazima (2.34) i
(2.27) odgovaraju idealnom radu. Stvarni rad je vei od idealnog i
dobije se ako se vrijednost idealnog rada podijeli sa
Na taj nain se uzimaju u obzir gubici uslijed trenja. stepenom
korisnog dejstva Vrijednost odreuje se prema Siebelu:
za hladno sabijanje za vrue sabijanje
-
Proizvodne tehnologije
Rijeenje:
Apsolutne deformacije
28
Rijeenje: Kontrakcija poprenog presjeka:
Zadatak broj 2 Okrugli profil poetnog prenika do=25 mm treba
vuenjem da se reducira na prenik di=20 mm. Odrediti kontrakciju
presjeka i logaritamske deformacije.
Uslov konstantnosti zapremine je zadovoljen, jer je zbir
logaritamskih deformacija u tri meusobno okomita pravca jednak
nuli.
Uslov konstantnosti zapremine:
Relativne deformacije
Logaritamske deformacije
-
Proizvodne tehnologije
Glavne logaritamske deformacije su:
(p, = cpx (aksijalna deformacija);
(pr -
-
Proizvodne tehnologije
3. TEHNOLOGIJE OBLIKOVANJA LIMOVA
3.1 Duboko izvlaenje
Duboko izvlaenje je tehnoloki postupak obrade deformisanjem kod
koga se iz ravne ploe dobijaju posude razliitog oblika poprenog
presjeka sa zatvorenim dnom. Duboko izvlaenje predstavlja jedan od
najvanijih postupaka prerade lima i ima veoma iroko podruje
primjene u:
automobilskoj i avionskoj industriji ( dijelovi karoserije
automobila, vrata, blatobrani, dijelovi tokova, itd.); elektronskoj
industriji (razni dijelovi radio i tv aparata i si.); industriji
aparata za domainstvo (dijelovi hladnjaka, tednjaka, itd.).
Na Slici 3.1 dati su primjeri proizvoda koji su u cjelini i l i
su neki njihovi dijelovi izraeni dubokim izvlaenjem.
Slika 3.1 Primjeri primjene dubokog izvlaenja
35
-
Proizvodne tehnologije
Iz pripremka u obliku ravne ploe postupkom dubokog izvlaenja
dobijaju se gotovi radni predmeti oblika posuda sa zatvorenim
dnom.
U zavisnosti od oblika i dimenzija obratka, izvlaenje
obuhvata:
- izvlaenje cilindrinih komada sa i bez vijenca; - izvlaenje
komada stepenastog oblika; - izvlaenje komada konusnog oblika; -
izvlaenje komada sfernog oblika; - izvlaenje komada nerotacionog
oblika; - izvlaenje komada iz trake i - izvlaenje komada velikih
dimenzija (dijelovi karoserije automobila).
Na Slici 3.2 dat je izgled pripremka i izratka za
najjednostavniji sluaj izvlaenja cilindrinih komada.
* di *
a) pripremak b)izradak c)izradak (cilindrini komad bez vijenca)
(cilindrini komad sa vijencem)
Slika 3.2 Izgled pripremka i izratka za izvlaenje cilindrinih
komada
Proces se izvodi sa posebnim alatima na mehanikim i hidraulinim
presama.
ematski prikaz dubokog izvlaenja dat je na Sl ici 3.3.
Sa Slike 3.3 se moe uoiti da su osnovni izvrni dijelovi alata za
duboko izvlaenje izvlaka i presten za izvlaenje.
Ploa draa lima koristi se da bi se sprijeilo obrazovanje nabora
i guvanje lima u toku procesa izvlaenja.
Za izvlaenje se koriste prstenovi sa radijusom, konusom i
profdom traktrix krive.
36
-
Proizvodne tehnologije
U poetnoj fazi izvlaenja pripremak se postavlja na prsten za
izvlaenje i fiksira pomou draa lima. Sila izvlaenja se preko
izvlakaa prenosi na pripremak i on se pod dejstvom izvlakaa uvlai u
otvor prstena za izvlaenje. Izradak se formira postepeno
vertikalnim pomjeranjem izvlakaa. Rezultat izvlaenja je cilindrina
posuda .(Slika 3.2.b) Debljina zida izratka je ista kao i debljina
pripremka. U toku izvlaenja dolazi do raznorodne naponsko-
deformacione slike u vijencu i zidu obratka, kako je prikazano na
Slici 3.4.
Slika 3.4 Naponi u vijencu (a) iziu (b) obratka u toku
izvlaenja
37
-
Proizvodne tehnologije
Naponsku sliku u vijencu obratka ine radijalni naponi istezanja
i naponi pritiska normalni na element A, zbog dejstva draa lima. U
zidu obratka elemet B je podvrgnut naponima istezanja. Vel iko
istezanje moe dovesti do razaranja materijala , iji je prikaz dat
na Slici 3.5.
a) b)
Slika 3.5 Greke u procesu izvlaenja
Na Slici 3.5.a uzrok razaranja je mali radijus zaobljenja na
prstenu za izvlaenje, a na Slici 3.5.b malo zaobljenje na izvlakau.
Do razaranja moe doi i zbog velikih napona istezanja u zidu
obratka, koji su posljedica velike razlike u odnosu prenika
pripremka i izvlakaa. Izvlaenje cilindrinih radnih komada izvodi se
u jednoj i l i u vie operacija izvlaenja. Ukol iko se radni predmet
izrauje u vie operacija izvlaenja, analiza procesa se, zbog niza
specifinosti, vri posebno za prvu operaciju izvlaenja, a posebno za
ostale operacije. Na Slici 3.6 dat je ematski prikaz druge i
narednih operacija izvlaenja cilindrinih komada.
1
Slika 3.6 Druga operacija izvlaenja
Pozicije na Slici 3.6 oznaavaju: 1 - izvlaka, 2- dra, 3- radni
predmet, 4-prsten za izvlaenje.
38
-
Proizvodne tehnologije
Prese za drugu i naredne operacije izvlaenja moraju imati dva
cilindra. Sila izvlaenja (F) se sa glavnog cilindra preko izvlakaa
prenosi na radni predmet. Sila dranja (Fd) se sa pomonog cilindra
preko draa prenosi na radni predmet.
Pripremak za drugu operaciju izvlaenja je prethodno izraen
postupkom dubokog izvlaenja.
3.1.1 Odreivanje dimenzija pripremka
Pripremak za izvlaenja rotaciono simetrinih tijela ima kruni
oblik, tako da se problem odreivanja dimenzija pripremka svodi na
odreivanje prenika tog kruga. K o d izvlaenja nerotacionih tijela
odreivanje dimenzija pripremka je znatno sloenije, pa je postupak
odreivanja dimenzija pripremka dat samo za rotaciono simetrina
tijela. Uslov konstantnosti zapremine u toku deformisanja moe se
napisati u obliku:
Gdje su: V - volumen pripremka; Vk - volumen gotovog komada.
K o d izvlaenja bez promjene debljine materijala ovaj uslov se
svodi na uslov konstantnosti povrina u toku deformisanja, tj:
Iz relacije (3.2) se moe uoiti da se povrina obratka u bilo
kojoj operaciji izvlaenja ne mijenja i da je jednaka povrini
pripremka:
V = Vk (3.1)
(3.3)
(3.4)
Gdje su:
Iz uslova (3.3) slijedi izraz za izraunavanje prenika
pripremka:
(3.5)
39
-
Proizvodne tehnologije
Obratci sloenog oblika dijele se na niz parcijalnih rotacionih
povrina: koje vrijedi:
3.1.2 Deformaciona sila i deformacioni rad
Da bi se odredila deformaciona sila izvlaenja potrebno je
izvriti naponsko deformacionu analizu procesa izvlaenja. Za taj
postupak su neophodne ire teoretske podloge, koje nisu predmet
razmatranja u ovoj knjizi. Zbog toga e za sve postupke obrade
deformisanjem biti ponueni priblini izrazi za proraun deformacione
sile. Maksimalna sila izvlaenja cilindrinih komada moe se izraunati
po slijedeem izrazu:
F ^ = M + s ) . s . o m . \ , 2 - - ? ^ 1 - ^ - [N] (3.8) 1 - m
_ m
m - stvarni odnos izvlaenja; m m a x - maksimalni odnos
izvlaenja.
Odnosi izvlaenja za prvu i naredne operacije izvlaenja raunaju
se po formuli:
d\ d2 dn ^=-z-\m2=-f;...;mn=-f- (3.9)
D dx dn_x
Gdje su: D - prenik pripremka; di , d 2 , d n - prenici izratka
nakon prve,druge, n-te operacije izvlaenja
40
Gdje su:
D - prenik pripremka; d i , d 2 , . . . , d n - prenici izratka
nakon prve,druge, n-te operacije izvlaenja
-
Proizvodne tehnologije
Maksimalna vrijednost odnosa izvlaenja zavisi od osobina
materijala i drugih uticajnih faktora:
U prostim proraunima moe se uzeti daje za prvo izvlaenje
maksimalna vrijednost odnosa izvlaenja m m a x =0,5 . Deformacioni
rad izvlaenja, pri izvlaenju na presama dvostrukog dejstva, moe se
dobiti kao proizvod deformacione sile, puta izvlaenja i korekcionog
faktora:
W = x-Fimx-h [Nm] (3.11)
gdje su: x - korekcioni faktor Fmax - maksimalna sila izvlaenja
[n] h - put izvlaenja [m] Vrijednost korekcionog faktora x zavisi
od odnosa izvlaenja m i kree se u granicama od 0,5 do 0,80. 3.1.3
Alati i maine za duboko izvlaenje Osnovni izvrni dijelovi alata za
duboko izvlaenje su presten za izvlaenje i izvlaka. Geometrijski
oblik prstena za izvlaenje utie na osnove parametre izvlaenja,
kvalitet izratka i stepen deformacije izvlaenja. U praksi se
koriste tri vrste prstenova za izvlaenje:
sa radijusom; sa konusom i sa profilom traktrix krive.
Izgled navedenih prstenova za izvlaenje dat je na Slici 3.7.
Prsten za izvlaenje sa radijusom se najvie koristi u prvoj
operaciji izvlaenja. Moe se koristiti i za ostale operacije, ako se
ne upotrebljava dra lima. Ukol iko se u slijedeim operacijama
izvlaenja upotrebljava dra lima bolje je koristiti prsten sa
konusom. Prsten za izvlaenje sa profilom traktrbc krive koristi se
za izvlaenje debljih limova.
41
U prostim proraunima moe se uzeti daje za prvo izvlaenje
maksimalna vrijednost odnosa izvlaenja m m a x =0,5 .
-
SI. 3.7 Prs tenovi za izvlaenje
Na Slici 3.8 prikazanje alat za istovremeno prosijecanje
pripremka prenika D i izvlaenje cilindrinog elementa sa vijencem iz
trake.
Pozicije na Slici 3.8 oznaavaju: 1- izvlaka, 2- izbaciva radnog
predmeta iz prstena za izvlaenje, 3- prosjeka po vanjskoj konturi i
izvlaka po unutarnjoj konturi, 4- stubne vodice, 5- aura za voenje
stubne vodice, 6-motka izbacivaa, 7- nosa gornjeg dijela alata,
8-gornja meuploa, 9- nosa prosjekaa odnosno prstena za izvlaenje,
10- ploa za voenje, 11-rezna ploa , 12- donja meuploa, 13-nosa
donjeg dijela alata, 14 - motka izbacivaa, 15- dra lima i svlaka
cilindrinog elementa sa izvlakaa.
Alat je konstruisan tako da se izvlaka nalazi u donjem dijelu
alata, a prsten za izvlaenje, koji je po vanjskoj konturi prosjeka,
u gornjem dijelu alata.
U poetnoj fazi gornji dio alata se nalazi u krajnjem gornjem
poloaju, to omoguava pomjeranje trake za propisani korak do
graninika, gdje se ista zaustavlja.
Kretanjem pritiskivaa prese nanie, prosjeka (pozicija 3) prosjee
pripremak, nakon ega poinje izvlaenje cilindrinog elementa sa
izvlakaem 1, uz istovremeno dranje pripremka draem (pozicija
15).
Na kraju izvlaenja gornji dio alata se vraa u svoj poetni
poloaj, a svlaka (pozicija 15) i izbaciva (pozicija 2) skidaju
radni predmet sa izvlakaa, odnosno izbijaju ga iz prstena za
izvlaenje (pozicija 3).
Nakon uklanjanja radnog predmeta sa alata, postupak se
ponavlja.
42
-
Proizvodne tehnologije
14
Slika 3.8 Alat za izvlaenje (istovremeno prosijecanje i
izvlaenje iz trake)
Na Slici 3.9 dat je izgled alata za drugu operaciju
izvlaenja.
Pozicije na Slici 3.9 oznaavaju: 1 - izvlaka, 2 - graninik, 3-
stubne vodice, 4 - aura za voenje stubnih vodica, 5 - motka
izbacivaa, 6 - nosa gornjeg dijela alata, 7- prsten za izvlaenje, 8
- dra cilindrinog elementa, 9 - donja meuploa, 10 - nosa donjeg
dijela lata, 11 - motka draa, 12 - instalacija zraka.
Alat za drugu operaciju izvlaenja je konstruisan tako da se
izvlaka (pozicija 1) i dra pripremka (pozicija 8) nalaze u donjem
dijelu alata, a prsten za izvlaenje (pozicija 7) u gornjem dijelu
alata. U poetnoj fazi alata je otvoren, pa se pripremak cilindrinog
oblika postavlja na dra (pozicija 8), iji je vrh u tom trenutku
poravnat sa vrhom izvlakaa (pozicija 1). Kretanjem gornjeg dijela
alata nanie poinje izvlaenje. Na kraju izvlaenja dra pripremka
(pozicija 8) nalazi se u poloaju prikazanom na Sl ici 3.9. Vraanjem
gornjeg dijela alata u poetni poloaj, pod dejstvom motke izbacivaa
(pozicija 5) cilindrini element se izbija iz prstena za izvlaenje
(pozicija 7). Nakon uklanjanja izvuenog elementa iz zone alata,
postupak se ponavlja.
43
-
Proizvodne tehnologije
12 S/z&a 5.9 Alat za drugu operaciju izvlaenja
Na Slici 3.10 dat je ematski prikaz i izgled mehanike prese,
koja se najee koristi u obradi deformisanjem.
a) ematski prikaz b) Izgled prese Slika 3.10 Mehanika presa
44
-
Proizvodne tehnologije
3.2 Savijanje
Savijanje je tehnoloki postupak obrade deformisanjem kod kojeg
se oblikovanjem lima dobijaju razliiti izratci u konanom obliku i l
i se postupak koristi u kombinaciji sa drugim tehnologijama
(probijanjem, prosjecanjem, izvlaenjem, itd.) za izradu istih.
Postupkom savijanja mogu se preraivati i drugi poluproizvodi, kao
to su: ipke, cijevi, ica, vueni i valjani profili itd. Savijanje se
koristi kako u velikoserijskoj i masovnoj proizvodnji, tako i u
maloserijskoj i pojedinanoj proizvodnji, to omoguava relativno
jednostavna izvedba alata. Tehnologija se primjenjuje u:
- tekoj mainogradnji, u kombinaciji sa zavarivanjem, za izradu
tankostjenih kotlova, kuita turbina, cijevi pod pritiskom, kuita
tekih presa itd.;
- u izradi dijelova za laka i teka vozila, poljoprivredne
maine.
Na Slici 3.11 prikazani su neki primjeri savijenih dijelova.
Slika 3.11 Primjeri savijenih dijelova
45
-
Proizvodne tehnologije
Na osnovu tehnolokih karakteristika procesa, oblika i dimenzija
pripremka i karaktera proizvodnje, savijanje se moe podijeliti
na:
1) Savijanje na presama pomou alata; 2) Savijanje valjcima na
rotacionim mainama za savijanje i 3) Savijanje na specijalnim
mainama za savijanje.
Na presama se, pomou specijalnih alata, savijaju dijelovi preko
malog radijusa.
Na Slici 3.12 dat je ematski prikaz savijanja dvostrukog
ugaonika (U profila) i savijanja V profila.
1 "t* Y 1 / M r a v s ! /
/
Y 1 /
M r a v s ! / /
tiska
radni predmet
kalup
Slika 3.12 Savijanje U i Vprofila
Sa slike se moe uoiti da su osnovni izvrni dijelovi alata za
savijanje tiska i kalup za savijanje. Kod savijanja V profila,
zavisno od konstrukcije alata, razlikuje se slobodno savijanje i
savijanje u kalupu. ematski prikaz slobodnog i savijanja u kalupu
dat je na Slici 3.13.
a) Slobodno savijanje
46
-
Proizvodne tehnologije
b) Savijanje u kalupu
Slika 3.13 Savijanje Vprofila
Za savijanje limova na jednom kraju i l i izradu dvostrukih
ugaonika velikih duina koristi se jednostrano savijanje. Kod izrade
dvostrukih ugaonika veih duina ekonominije je jednostranim
savijanjem saviti jedan pa drugi krak nego praviti velike alate za
istovremeno savijanje oba kraka. Sematska ilustracija jednostranog
savijanja dataje na Slici 3.14.
Slika 3.14 Jednostrano savijanje
Profilnim savijanjem, pomou specijalnih alata na presama,
oblikuju se limeni obratci velike duine. Sematska ilustracija
profdnog savijanja dataje na Slici 3.15. Alat za profdno savijanje
sastoji se od matrice, koja sadri vie razliitih profila i nalazi se
u donjem nepokretnom dijelu alata i pritiskivaa u gornjem pokretnom
dijelu alata. Pritiskiva se privruje za pokretni dio maine i
izrauje se prema obliku obratka.
47
-
Proizvodne tehnologije
Slika 3.15 Profilno savijanje
Savijanje preko valjaka na rotacionim mainama za savijanje
koristi se za savijanje preko velikih radijusa, tj. za izradu
cilindrinih sudova tipa rezervoara, kotlova itd. Maina za savijanje
sastoji se od gornjeg i dva donja valjka. Gornji valjak ima
mogunost podeavanja po visini u zavisnosti od prenika komada koji
se savija.
ematski prikaz savijanja preko valjaka dat je na Slici 3.16.
predmet
Slika 3.16 Savijanje preko valjaka
Kod savijanja na specijalnim mainama za savijanje pripremak u
vidu ice i l i uske trake uvodi se u automat, a na izlazu se
dobijaju gotovi izratci. Postupak se koristi u velikoserijskoj i
masovnoj proizvodnji za izradu metalne galanterije.
Da bi se analizirao proces savijanja, potrebno je definisati
odreene karakteristike procesa (osu savijanja, neutralnu osu) i
veliine (ugao savijanja, radijus savijanja).
Na Slici 3.17 prikazanje savijeni radni predmet u obliku V
profda. Na Slici 3.17.a obiljeena je neutralna osa na kojoj ne
dolazi do deformacije vlakana u toku savijanja, kao i osa u odnosu
na koju se vri proces savijanja. Ugao savijanja (p je suplement
zadanog ugla radnog predmeta a .
48
-
Proizvodne tehnologije
Vlakna koja se nalaze iznad neutralne ose optereena su na
istezanje, a vlakna koja se nalaze ispod neutralne linije optereena
su na pritisak (Slika 3.17.b ).
/ Zona istezanja
a) Parametri procesa b) Naponi u savijenom dijelu
Slika 3.17 Prikaz savijenog dijela
3.2.1 Odreivanje dimenzija pripremka - razvijanje elemenata
Dimenzija pripremka, tj. razvijena (poetna) duina elementa
odreuje se na osnovu konstruktivnog crtea izratka. Ako se savijeni
komad podijeli na n ravnih dijelova i N dijelova savijenih pod
odreenim radijusom (Slika 3.18), onda se dimenzija pripremka
(razvijena duina elementa) moe dobiti njihovim sumiranjem po
izrazu:
^t^ivin + rs) (3-12) i=i tou ,=,
gdje su:
li - duine ravnih dijelova; cpt - uglovi savijanja; r; -
unutranji radijusi savijanja;
- koeficijent pomjeranja neutralne linije
(A = / -
\s ) s - debljina lima.
Slika 3.18 Razvijanje elementa
49
-
Proizvodne tehnologije
3.2.2 Elastino ispravljanje
Kod projektovanja tehnolokog procesa savijanja treba uzeti u
obzir injenicu da plastinu deformaciju uvijek prati elastina
deformacija. Zbog toga dolazi do elastinog ispravljanja, tj.
promjene dimenzija plastino deformisanog komada nakon rastereenja.
Sematska ilustracija elastinog ispravljanja prikazana je na
primjeru jednostranog savijanja po fazama (Slika 3.19) i savijanja
V profda (Slika 3.20).
a) Poetna faza b) Faza savijanja c) Kraj procesa d) Elastino
ispravljanje
Slika 3.19 Elastino ispravljanje kod jednostranog savijanja
Slika 3.20 Elastino ispravljanje kod savijanja Vprofila
Sa Slike 3.19.d moe se uoiti da nakon uklanjanja alata dolazi do
"vraanja" radnog predmeta u odnosu na konani poloaj nakon
deformisanja ( Slika 3.19.c) tj. do elastinog ispravljanja.
Elastino ispravljanje treba uzeti u obzir pri konstrukciji alata za
savijanje. Na osnovu proraunate veliine elastinog ispravljanja
treba dimenzionisati izvrne dijelove alata, tiska i kalup, kako bi
se nakon savijanja dobili izratci zadane geometrije. Neki naini
smanjenja i eliminacije elastinog ispravljanja kod savijanja dati
su na Slici 3.21.
50
-
Proizvodne tehnologije
Slika 3.21 Metode smanjenja i eliminacije elastinog
ispravljanja
3.2.3 Deformaciona sila
Maksimalna deformaciona sila u procesu savijanja moe se
izraunati po priblinom obrascu:
F =
C - ^ . - b - s 2 ( 3 1 3 ) D
gdje su:
am- napon na istezanje;
b - irina komada; s - debljina materijala; C - koeficijent D-
rastojanje oslonaca Za savijanje V profila C = 1,33 , a za
jednostrano savijanje C = 0,33 .
3.2.4 Alati i maine za savijanje
Sa Slika 3.13-3.15 moe se uoiti da su osnovni izvrni dijelovi
alata za savijanje tiska i kalup za savijanje.
Izgled alata za savijanje V profila dat je na Slici 3.22.
51
-
Proizvodne tehnologije
Slika 3.22 Alat za savijanje Vprofila
Na Slici 3.23 prikazanje alat za savijanje U profila na kome su
prethodno probijena tri otvora. Pozicije na Slici 3.23 oznaavaju: 1
- nosa donjeg dijela alata, 2 - donja meuploa, 3 - kalup za
savijanje, 4 - svlaka radnog predmeta sa tiskaa, 5 - nosa tiskaa, 6
- gornja meuploa, 7 -nosa gornjeg dijela alata, 8 - cilindrini koi,
9 - cilindrini rukavac, 10 - aura za voenje stubne vodice, 11 -
stubna vodica, 12 - tiska, 13 - izbaciva radnog predmeta iz kalupa
za savijanje. Alat za savijanje prikazan na Slici 3.23 konstruisan
je tako da se tiska nalazi u gornjem pokretnom dijelu alata, koji
je preko cilindrinog rukavca (pozicija 9) vezan za pritiskiva
prese. Kalup za savijanje (pozicija 3) nalazi se u donjem
nepokretnom dijelu alata. Donji dio alata se pomou odreenog broja
elemenata za stezanje vee za radni sto prese. Pripremak se
postavlja na kalup za savijanje izmeu dva fiksna graninika.
Kretanjem gornjeg dijela alata nanie, tiska izvri savijanje radnog
predmeta u kalupu. Povratkom gornjeg dijela alata u poetni poloaj
radni predmet se skida sa tiskaa (pozicija 12) pomou svlakaa
(pozicija 4) ako je radni predmet zaglavljen na tiskau.
52
-
Proizvodne tehnologije
Ako radni predmet ostane u kalupu za savijanje on se pomou
izbijaa (pozicija 13) izbija iz kalupa. Nakon uklanjanja radnog
predmeta sa alata, postavljanjem novog pripremka, postupak
savijanja se ponavlja.
Slika 3.23 Alat za savijanje U profila
Na Slici 3.24.a dat je ematski prikaz , a na 3.24.b izgled prese
za profilno savijanje limova. Izgled standardnih alata za profilno
savijanje limova prikazanje na Slici 3.25. Na Slici 3.25.a dat je
ematski prikaz standardnog alata, a na Slici 3.25.b prikazane su
faze savijanja limova na istom alatu. Mogui oblici savijanja limova
na standardnom alatu prikazani su na Slici 3.25.C.
53
-
Proizvodne tehnologije
3.3 Rotaciono izvlaenje
Rotaciono izvlaenje je tehnoloki postupak obrade deformisanjem
pomou kojeg se, od pripremka iz lima, dobijaju uplji rotaciono
simetrini dijelovi. Rotaciono izvlaenje, uz kovanje predstavlja
jedan od najstarijih postupaka obrade deformisanjem. Nagli razvoj i
primjena ove tehnologije ide uporedo sa razvojem NC i C N C
upravljakih sistema na mainama za rotaciono izvlaenje. Postupak se
koristi u uslovima maloserijske i srednjoserijske proizvodnje. U
velikoserijskoj proizvodnji ekonominije je duboko izvlaenje, zbog
vee brzine deformisanja.
Radne predmete dobijene rotacionim izvlaenjem karakterie visoki
kvalitet povrine, tako da nije potrebna naknadna obrada. Primjeri
proizvoda izraenih rotacionim izvlaenjem prikazani su na Slici
3.27.
Slika 3.27 Primjeri primjene rotacionog izvlaenja
Rotacionim izvlaenjem mogu se dobiti radni predmeti velikih
dimenzija, prenika i do 6 m. Veliina izradaka najbolje je
ilustrovana na Slici 3.28 gdje su oni prikazani sa radnicima, tako
da se moe napraviti komparacija.
56
-
Proizvodne tehnologije
Slika 3.28 Veliki radni predmeti izraeni rotacionim
izvlaenjem
ematski prikaz rotacionog izvlaenja u poetnoj i krajnjoj fazi
dat je na Sl ici 3.29.
trn pripremak izradak
n CL
rolnica
Slika 3.29 ematski prikaz rotacionog izvlaenja
Pripremak oblika ravnog lima oblikuje se preko trna. Zahvat
alata i materijala je parcijalan, tako da se proces odvija postupno
sa relativno malom silom deformisanja. Alat se moe voditi runo i l
i kompjuterski. Prednost postupka ogleda se u tome to oblik rolnice
nije uslovljen oblikom izratka. K o d rotacionog izvlaenja
pripremak krunog oblika, privren draem uz trn, izvodi obrtno
kretanje, a rolnica koja postepeno oblikuje pripremak prema obliku
trna izvodi translatorno kretanje. Glavna kretanja alata i radnog
predmeta kod rotacionog izvlaenja ematski su predstavljena na Slici
3.30.
57
-
Proizvodne tehnologije
Slika 3.30 ematski prikaz glavnih kretanja kod rotacionog
izvlaenja
Rotaciono izvlaenje koristi se za dobijanje koninih i l i
krivolinijskih oblika izradaka, koje je na drugi nain nemogue i l i
vrlo teko dobiti. Oblikovanje se odvija na sobnoj temperaturi, iako
se moe vriti i na povienim temperaturama ukoliko se radi o debljim
elementima i l i materijalu ije mehanike osobine to uslovljavaju (
poviena vrstoa i niska ilavost). Maine koje se koriste u procesu
rotacionog izvlaenja su sline strugovima sa odreenim
specifinostima. Izgled maina za rotaciono izvlaenje dat je na
Slikama 3.31 i 3.32.
Slika 3.31 Maina za rotaciono izvlaenje
58
-
Proizvodne tehnologije
3.4 Specijalni postupci
3.4.1 Provlaenje
Provlaenje je tehnoloki postupak obrade deformisanjem kod koga
se na radnom predmetu, sa prethodno izraenim otvorom prenika d ,
formira grlo prenika D i visine H. Provlaenje se koristi za izradu
prstenova iz prethodno izvuenih komada, izradu aura sa vijencem i l
i za spajanje komada. ematski prikaz procesa dat je na Slici
3.33.
Slika 3.33 ematski prikaz provlaenja
Sa Slike 3.33 moe se uoiti da su osnovni izvrni dijelovi alata
za provlaenje provlaka (1) i prsten za provlaenje (3). Na pripremku
(2) se prethodno izradi otvor buenjem i l i probijanjem u alatu na
presi. Pripremak i izradak prikazani su na Slici 3.34.
a) pripremak b) izradak
Slika 3.34 Pripremak i izradak za provlaenje
60
-
Proizvodne tehnologije
K o d dimenzionisanja pripremka potrebno je odrediti prenik
otvora d, iz uslova jednakosti zapremine komada prije i poslije
provlaenja. Prenik otvora se moe izraunati pomou priblinog
obrasca:
d = D-(DH-0,S6rM-1,43*) (3.14)
gdje su:
D - srednji prenik grla; H - visina grla; rM - radijus prstena
za provlaenje; s - debljina lima prije provlaenja.
Vrijednost deformacione sile moe se dobiti pomou priblinog
obrasca:
F = \,\-7r-s-CFm(D-d) (3.15)
gdje je:
am - vrstoa materijala na istezanje.
3.4.2 Suavanje
Suavanje je tehnoloki postupak obrade deformisanjem kod koga
dolazi do smanjenja prenika i promjene oblika jednog kraja radnog
predmeta.
Na Slici 3.35 dati su primjeri proizvoda izraenih suavanjem.
Slika 3.35 Primjeri suavanja
61
-
Proizvodne tehnologije
Kao pripremak se kod suavanja koriste cijevi i l i dijelovi
prethodno izraeni dubokim izvlaenjem. Izgled pripremka i izratka za
suavanje cijevi prikazan je na Sl ici 3.36.a, a proces suavanja
rotacionim kovanjem prikazanje na Slici 3.36.b. Pozicije prikazane
na slici rotacionog kovanja oznaavaju: 1-struktura maine, 2-obrtni
valjci, 3-nosai udaraca, 4-pogon udaraca i 5-udarai. K o d
rotacionog kovanja pripremak u obliku cijevi miruje, a udarai
izvode obrtno kretanje oko cijevi i translatorno kretanje u momentu
udara u cijev.
Proces suavanja moe se izvoditi: pomou alata na presama (u
hladnom, polutoplom i toplom stanju), rotacionim kovanjem i
radijalnim kovanjem. K o d alata na presama izvrni dijelovi alata
za suavanje su kalup za suavanje i vodica radnog predmeta. Ugradnja
grijaa oko kalupa za suavanje i hladnjaka oko cijevi omoguava
suavanje u toplom stanju sa optimalnom temperaturom za materijal od
kojeg je izraena cijev.
Dimenzije pripremka odreuju se iz uslova jednakosti zapremine
prije i poslije deformisanja. Dimenzionisanje pripremka i proraun
deformacione sile zavisi od tipa suavanja. Obzirom da je ovdje
proces prikazan informativno, bez dublje analize i detaljnijeg
osvrta, proraun nee biti predmet razmatranja, a moe se nai u
literaturi.
62
-
Proizvodne tehnologije
3.4.3 Proirivanje
Proirivanje je tehnoloki postupak obrade deformisanjem kod koga
dolazi do poveanja poprenih dimenzija radnog komada. Proces se
najvie primjenjuje u vazduhoplovnoj industriji za izradu profdnih
prstenastih elemenata.
Izgled pripremka i izradaka dobivenih proirivanjem cijevi dat je
na Slici 3.37.
Slika 3.37 Izgled pripremka i izradaka
Kao pripremak za proirivanje koriste se cijevi i cilindrini
elementi izraeni dubokim izvlaenjem. Dimenzije pripremka odreuju se
iz uslova jednakosti zapremine prije i poslije deformisanja.
Proirivanje se vri u alatima na hidraulinim i krivajnim presama
prostog i dvostrukog dejstva. Izvrni dijelovi alata za proirivanje
su tiska i nosa radnog predmeta.
3.4.4 Clinching
Clinching je tehnoloki postupak spajanja deformacijom. To je
metoda mehanikog spajanja materijala, koja se sastoji od djeliminog
ubadanja i naknadnog pritiska, tako da se veza ostvaruje hladnim
deformisanjem. Razvoj novih materijala uticao je na poveanje
primjene ovog postupka spajanja. Ovaj postupak spajanja zbog
jednostavnosti sve vie zamjenjuje klasine postupke , kao to je
takasto zavarivanje. Upotreba ovog postupka koristi se kod
konstrukcija izloenih dinamikim optereenjima. Spojevi dobiveni na
ovaj nain odlikuju se dobrim statikim i dinamikim osobinama.
Clinching se danas najvie primjenjuje u:
automobilskoj industriji; industriji elektronskih aparata;
proizvodnji kompjutera; industriji kuanskih aparata, itd.
63
-
Proizvodne tehnologije
Clinchingom se spajaju materijali koji pokazuju dobru
deformabilnost na sobnoj temperaturi. Na ovaj nain se mogu spajati
elici, aluminijum i drugi neeljezni materijali. Spajati se mogu
limovi iste i l i razliite vrste materijala i razliitih debljina
(Slika 3.40). A k o se spajaju l imovi od istog materijala, deblji
l im se postavlja sa strane tiskaa, a tanji sa strane kalupa. K o d
spajanja limova razliitih materijala preporuka je da se tvri
materijal postavlja sa strane tiskaa, a meki sa strane kalupa. A k
o se spajaju limovi od razliitih materijala i razliite debljine,
onda je pravilo da se deblji l im postavlja sa strane tiskaa, a
tanji sa strane kalupa.
Slika 3.40 Izgled spojeva
Na Slici 3.41 prikazana je presa za clinching.
Slika 3.41 Presa za clinching
65
-
Proizvodne tehnologije
3.5 Razvlaenje
Razvlaenje je tehnoloki postupak obrade deformisanjem koji
predstavlja kombinaciju savijanja i istovremenog istezanja.
Postupak se primjenjuje u vazduhoplovnoj industriji za izradu
napadnih ivica i slinih dijelova aviona, a u automobilskoj
industriji za izradu krupnih elemenata (dijelova autobusa). Pri
procesu razvlaenja pripremak se oblikuje pod dejstvom isteuih sila.
Fiksiran je na krajevima, a oblikovanje se vri pomou alata za
oblikovanje, kako je to prikazano na Slici 3.42 u realnim
uslovima.
Slika 3.42 Proces razvlaenja
Faze procesa razvlaenja prikazane su na Slici 3.43.
c. d.
Slika 3.43 Faze razvlaenja
66
-
Proizvodne tehnologije
U poetnoj fazi procesa (Slika 3.43.a) radni sto prese sa alatom
za oblikovanje nalazi se u donjem poloaju, a lim za oblikovanje se
postavlja u stezne eljusti. Nakon toga vri se zatezanje lima na
unaprijed proraunatu silu zatezanja (Slika 3.43.b). Kretanjem
radnog stola navie zajedno sa alatom za oblikovanje, izvri se
oblikovanje lima (Slika 3.43.c). Na kraju procesa, otvaraju se
stezne eljusti i radni sto prese sa alatom za oblikovanje vraa se u
svoj poetni poloaj zajedno sa oblikovanim limom (Slika 3.43.d).
Nakon skidanja radnog predmeta sa alata za oblikovanje, process se
ponavlja, postavljanjem novog lima u stezne eljusti.
Kao pripremak se koriste trake od lima. Dimenzije pripremka
raunaju se iz jednakosti povrina , uz dodatak povrina za stezanje.
Zbog dodatka za stezanje, stepen iskoritenja materijala je znatno
manji u odnosu na klasino izvlaenje. Nakon operacije razvlaenja,
dodatak za stezanje se obrezuje.
Deformaciona sila razvlaenja moe se dobiti po priblinom
obrascu:
F = k-b-s (3.14)
gdje su:
k- specifini deformacioni otpor materijala; b - irina
materijala; s - debljina lima.
Razvlaenje se moe izvoditi i na hidraulinim presama, uz
konstrukciju specijalnih alata za razvlaenje. Na Slici 3.44.a i b
dat je izgled dvije razliite konstrukcije prese za razvlaenje sa
alatom za razvlaenje za izradu radnih predmeta velikih
dimenzija.
67
-
Proizvodne tehnologije
4. TEHNOLOGIJE RAZDVAJANJA
4.1 Probijanje i prosijecanje
Probijanje i prosijecanje je postupak obrade deformisanjem kod
koga se razdvajanje materijala vri po zatvorenoj konturi, pomou
alata na presama. Kod ovog postupka iz pripremka u vidu ploa i
traka od lima dobijaju se izratci razliitog oblika unutranje i
vanjske konture. Tako dobijeni izratci mogu se koristiti kao gotovi
proizvodi i l i kao pripremci za druge tehnoloke postupke npr.
duboko izvlaenje i savijanje.
Na Slici 4.1 prikazani su razliiti proizvodi izraeni ovom
tehnologijom.
Slika 4.1 Primjeri probijanja i prosijecanja
Probijanje i prosijecanje su operacije koje se razlikuju samo u
nainu tolerisanja alata. Kod probijanja probijeno jezgro otpadak, a
kod prosijecanja prosjeeno jezgro radni komad. (Slika 4.2)
78
-
Proizvodne tehnologije
otpadak radni predmet
radni predmet otpadak
?
a.
Slika 4.2 Prosijecanje (a) i probijanje (b)
Sematski prikaz probijanja i prosijecanja prikazanje na Slici
4.3.
1
1
06 i i
f f ""1
i i
Slika 4.3 Sematski prikaz procesa
Sa Slike 4.3 se vidi da se u poetnoj fazi procesa pripremak od
lima debljine (s) postavlja na prsten za probijanje (prosijecanje).
Sila sa prese se preko prosjekaa (probojca), koji se nalazi u
gornjem dijelu alata, prenosi na materijal. Oblik probojca
(prosjekaa) i otvora prstena za probijanje i prosijecanje odreuje
se na osnovu oblika izratka. Faze procesa probijanja i prosijecanja
date su na Slici 4.4.
79
-
Proizvodne tehnologije
a. b. c. d. e.
Slika 4.4 Faze probijanja i prosijecanja
Slika 4.4.a prikazuje poetnu fazu procesa kada dolazi do
kantakta izmeu probojca (prosjekaa) i pripremka. Na Slici 4.4.b
prikazan je trenutak nastajanja elastinih, a onda i plastinih
deformacija i poetak razdvajanja materijala (Slika 4.4.c).
Pomjeranjem probojca (prosjekaa) na dole dolazi do potpunog
razdvajanja materijala i propadanja izratka kroz otvor prstena za
probijanje (prosijecanje) (Slika 4.4.e).
Na Slici 4.5.a prikazan je radni predmet dobijen probijanjem i
prosijecanjem, a na Slici 4.5.b.
Slika 4.5 Izgled gotovog radnog predmeta i trake
Iz prikaza trake se vidi da se izradak moe dobiti u 4 koraka. U
prvom koraku izvreno je probijanje sredinjeg otvora i 12 otvora po
obimu, u drugom (nakon pomicanja trake za proraunatu duinu koraka)
probijena su jo etiri kruna otvora. U treem koraku izvreno je
probijanje sredinjeg otvora na konanu dimenziju i na kraju je
prosjeena kontura izratka.
80
-
Proizvodne tehnologije
Pored klasinog prosijecanja postoji i fino prosijecanje.
Postupak se koristi za izradu radnih predmeta kod kojih se
zahtijevaju ue tolerancije i vei kvalitet izrade. Sematski prikaz
finog prosijecanja dat je na Slici 4.6.
a. b.
Slika 4.6 Sematski prikaz finog prosijecanja
Sa Slike 4.6 moe se uoiti da se postupak u odnosu na klasino
prosijecanje bitno razlikuje po konstrukciji alata. Radni predmet
se postavlja na prsten za prosijecanje (Slika 4.6.a) i sa gornje
strane pridrava pomou zateznog V rebra, koje vri zatezanje u
materijalu prije prosijecanja. Sa donje strane u reznu plou se
postavlja dra (izbija) radnog predmeta, koji u svim fazama
prosijecanja pridrava radni predmet. Pri projektovanju procesa
probijanja i prosijecanja treba voditi rauna o veliini zazora izmeu
izvrnih dijelova alata (probojca i l i prosjekaa) i prstena. (Slika
4.7)
Slika 4.7 Zazor kod probijanja i prosijecanja
81
-
Proizvodne tehnologije
Optimalna vrijednost zazora garantuje ravnu ivicu prosjeenog
(probijenog) komada i dobar kvalitet. Ukoliko se izabere mala i l i
suvie velika vrijednost zazora kao posljedica se javlja neravna
prekidna povrina. Na Slici 4.8 dat je izgled rezne ivice radnog
predmeta. Ravni dio rezne ivice nastao je rezanjem, a neravni dio
nastao je upanjem materijala.
L- SCI tUI- JO.i) Ml kt>-
-
Proizvodne tehnologije
4.1.1. Deformaciona sila i deformacioni rad
Deformaciona sila za alate sa paralelnim reznim ivicama moe se
odrediti po obrascu:
F = fJLi-s-rm [N] (4.1)
gdje su:
^L, -obim svih dijelova koji se probijaju i l i prosijecaju;
i=i
s - debljina lima; rm - vrstoa smicanja.
Mehanike osobine limova za razliite materijale date su u Tabeli
4.1.
Materijal crm N1 mm2 rm NI mm2
C.0145 280- 500 240 - 400 .0146 280 - 420 240 - 340 C.0147 280 -
400 2 4 0 - 3 2 0 C.0148 280 - 380 240 - 340 A l 99,5 70- 100 5 0 -
6 0 A l 99,0 80-110 6 0 - 7 5 A l M g 2 180 - 230 115-150 A l M g 5
230 - 270 140-180 Cu 99,5 250 - 300 200 - 240 Cu72Zn 250 - 320 220
- 270
Tabela 4.1. Mehanike osobine limova
Rad probijanja i prosijecanja za alate sa paralelnim reznim
ivicama moe se odrediti pomou obrasca:
W = x Fm s [Nmm] (4.2)
gdje su: Fm - maksimalna sila probijanja (prosijecanja); x -
faktor koji se bira u zavisnosti od debljine i vrste materijala
83
-
Proizvodne tehnologije
Iz izraza (4.1.) moe se uoiti daje sila direktno proporcionalana
sa veliinama L, s, xm . Ukoliko
se radi o materijalu velike debljine (s), velikih dimenzija (L)
i l i tvrdom materijalu ( r m ) moe
doi do velikog rasta sile probijanja i prosijecanja. Ukupna sila
probijanja i prosijecanja moe se smanjiti na slijedee naine:
1) Upotrebom alata sa zakoenim reznim ivicama; 2) Upotrebom
alata sa razliitom duinom probojaca i prosjekaa; 3) Probijanjem
(presijecanjem) na povienim temperaturama.
Prva dva naina smanjenja sile probijanja i prosijecanja
prikazana su na Slici 4.10.
b p o
li1 p o
e
+
f r q g po p o
Slika 4.10 Naini smanjenja sile
Kod probijanja se zakoenje izvodi na probojcu (Slika 4.10.
b,c,d) a kod prosijecanja na prstenu (Slika 4.10 e,f). Kod alata sa
razliitom duinom probojaca i prosjekaa (Slika 4.10. g) dolazi do
vremenski pomjerenog kontakta izmeu probojaca i prosjekaa i
pripremka. Zbog toga su i maksimumi sila probijanja i prosijecanja
vremenski pomjereni, te je rezultat smanjenje ukupne sile. Pri
presijecanju na povienim temperaturama opada vrstoa smicanja
materijala, to direktno utie na smanjenje deformacione sile. U
proraunima sile treba uvrtavati vrijednost rm za zadanu
temperaturu.
4.1.2 Alati i maine za probijanje i prosijecanje
Proces probijanja i prosijecanja vri se najee na mehanikim (
krivajnim, ekscentar, koljenastim) presama pomou specijalnih alata.
Na Slikama 4.11 i 4.12 dat je izgled alata za izradu radnog
predmeta u obliku kljua i radnog predmeta u obliku ploice s
otvorima.
84
-
Proizvodne tehnologije
3D prikaz jednog jednostavnog alata za probijanje i prosijecanje
dat je na Slici 4.13.
Slika 4.13 3D prikaz alata
Sematski prikaz alata za probijanje i prosijecanje dat je na
Slikama 4.14 i 4.15.
Pozicije na Slici 4.14 oznaavaju: 1 - nosa donjeg dijela alata,
2 - rezna ploa (prsten za prosijecanje), 3 - vodica trake i
prosjekaa, 4 - opruga, 5 - nosa prosjekaa, 6 - kaljena meuploa, 7 -
nosa gornjeg dijela alata, 8 - cilindrini koi, 9 - cilindrini
rukavac, 10 -aura za voenje stubne vodice, 11 - prosjeka, 12 -
stubna vodica, 13 - imbus vijak.
13
Slika 4.14 Alat za prosijecanje
86
-
Proizvodne tehnologije
Pozicije na Slici 4.15 oznaavaju: 1 - nosa donjeg dijela alata,
2- rezna ploa (prsten za probijanje), 3 - graninik radnog predmeta,
4- vodica probojaca i svlaka trake, 5- nosa probojaca, 64ialjena
meuploa, 7- nosa gornjeg dijela alata, 8-zavojna opruga, 9-voica
svlakaa, 10-cilindrini rukavac, 11-imbus vijak, 12-aura za voenje
stubne vodice, 13-stubna vodica, 14-probojac, 15-otpadak,
16-cilindrini koi.
2
1 16
Slika 4.15 Alat za probijanje
Alati za probijanje i prosijecanje postavljaju se na mehanike
prese prikazane na Slici 3.10. Donji dio alata se vee za radni sto
prese i on je nepokretan, a gornji dio alata se preko cilindrinog
rukavca vee za pritiskiva prese. Preko pritiskivaa prese obezbjeuje
se sila potrebna za probijanje i prosijecanje.
87
-
Proizvodne tehnologije
4.2 Odsijecanje na makazama
Odsijecanje na makazama je postupak razdvajanja materijala pomou
noeva razliitog oblika. Odsijecanjem se iz limova dobijaju trake,
koje se koriste za dalju preradu u alatima na presama. Postupkom
odsijecanja materijal se priprema za druge tehnoloke postupke. Na
Slici 4.16 prikazanje postupak odsijecanja.
Slika 4.16 Odsijecanje na makazama
Prema obliku i poloaju u toku procesa razlikuju se tri vrste
noeva: ravni paralelni noevi; ravni nagnuti noevi; kruni noevi.
Ravni paralelni i ravni nagnuti noevi koriste se za odsijecanje
traka iz tabli lima i l i za odsijecanje komada. Pomou ovih noeva
mogu se odsijecati materijali debljine do 40 mm. Sematski prikaz
odsijecanja sa ravnim paralelnim noevima dat je na Slici 4.17.
a. b. Slika 4.17 Sematski prikaz odsijecanja sa ravnijn
paralelnim noevima
88
-
Proizvodne tehnologije
Sa Slike 4.17 moe se uoiti da su rezne ivice noeva u toku
procesa paralelne. Deformaciona sila pri odsijecanju na makazama s
ravnim paralelnim noevima moe se dobiti pomou priblinog
obrasca:
F = 0,7-b-s-zm (4.3)
gdje su:
b - irina materijala; s - debljina materijala; rm - vrstoa na
smicanje.
Deformacioni rad moe se dobiti pomou izraza:
W = a-A-s (4.4)
gdje su:
a - specifini deformacioni rad
a = jrde o
o l - relativna dubina prodiranja noa.
Ravni nagnuti noevi koriste se za sjeenje obradaka kod kojih je
debljina relativno mala u odnosu na irinu. Upotrebom ovih noeva
smanjuje se sila odsijecanja, jer je u toku razdvajanja samo dio
ukupne duine linije razdvajanja u procesu deformisanja. Sematski
prikaz odsijecanja sa ravnim nagnutim noevima dat je na Slici
4.18.
no - "
_ _ _ _ _ _ _ 1
* donji no
Slika 4.18 Odsijecanje sa ravnim nagnutim noevima
89
-
Proizvodne tehnologije
Deformaciona sila pri odsijecanju sa ravnim nagnutim noevima moe
se dobiti po priblinom obrascu:
gdje su:
s - debljina lima; a - ugao izmeu noeva; s - relativna dubina
prodiranja noa u material.
Deformacioni rad za odsijecanje sa ravnim nagnutim noevima moe
se dobiti po istom obrascu kao kod odsijecanja sa pravim paralelnim
noevima (4.4).
Kruni noevi koriste se za: odsijecanje traka iz tabli lima,
uzduno i popreno odsijecanje traka i odsijecanje okruglih
pripremaka. Pomou ovih noeva, zavisno od vrste maine mogu se
odsijecati materijali debljine do 30 mm. Sematski prikaz procesa
dat je na Slici 4.19.
F = 0 , 7 5 - - T m
(4.5) t g a
Slika 4.19 Sematski prikaz razdvajanja materijala krunim
noevima
Deformaciona sila odsijecanja sa krunim noevima moe se izraunati
po obrascu:
F = 0,75 sr ni (4.6)
Izgled maine za odsijecanje dat je na Slici 4.20.
90
-
Proizvodne tehnologije
5. TEHNOLOGIJE ZAPREMINSKOG OBLIKOVANJA
5.1 Izvlaenje sa redukcijom debljine zida
Duboko izvlaenje sa redukcijom debljine zida je postupak kod
koga se vri istovremena redukcija po preniku i debljini zida radnog
komada. Kao pripremci se najee koriste komadi dobijeni procesom
dubokog izvlaenja. Ova tehnologija se najvie primjenjuje u
namjenskoj industriji, za proizvodnju municije. Na Slici 5.1 dati
su primjeri proizvoda dobivenih izvlaenjem sa redukcijom debljine
zida.
I II III IV V VI a. b.
Slika 5.1 Primjeri primjene izvlaenja sa redukcijom debljine
zida
Na Slici 5.1.a prikazani su pripremci (I i IV) i izratci (II,
III, V, VI) za dvije grupe proizvoda dobiveni izvlaenjem sa
redukcijom debljine zida na petostepenim alatima. Na Sl ici 5.1 .b
prikazanje pripremak za izradu aure i faze izrade aure u prve etiri
operacije. Sematski prikaz pripremaka i izradaka za izvlaenje sa
redukcijom debljine zida dat je na Slici 5.2.
Slika 5.2 Sematski prikaz pripremka i izratka
96
-
Proizvodne tehnologije
Na osnovu izgleda pripremka i izratka moe se uoiti da u procesu
izvlaenja sa redukcijom debljine zida dolazi do redukcije prenika i
debljine zida i poveanja visine radnog predmeta. Debljina dna
radnog predmeta ostaje konstantna u toku procesa. Dimenzije
pripremka odreuju se iz uslova jednakosti zapremine prije i poslije
deformisanja. ematski prikaz procesa izvlaenja sa redukcijom
debljine zida dat je na Slici 5.3.
Slika 5.3 ematski prikaz izvlaenja sa redukcijom debljine
zida
Slika 5.4 Prsten za izvlaenje
U procesu izvlaenja sila se preko izvlakaa prenosi na radni
predmet, koji se protiskuje kroz otvor prstena za izvlaenje.
Osnovni izvrni dijelovi alata su izvlaka i prsten za izvlaenje.
Njihovo dimenzionisanje vri se na osnovu zadanih dimenzija radnog
predmeta kojeg treba izraditi. ematski prikaz prstena za izvlaenje
dat je na Sl ici 5.4. Prstenovi za izvlaenje izrauju se od
konstrukcionih elika sa radnim dijelom od tvrdog metala. Prenik
prstena za izvlaenje odreuje se na osnovu zadanog vanjskog prenika
radnog predmeta. Izvlaenje sa redukcijom debljine zida najee se
projektuje tako da se prvo izvri redukcija po preniku, a zatim po
debljini zida. Izvlaenje sa redukcijom debljine zida najee se
izvodi na viestepenim alatima. Proces se izvodi kontinuirano kroz
vie prstenova koji su u alatu postavljeni jedan iza drugog. Set
prstenova ( maksimalno 6) postavlja se u nosa prstenova, koji je
smjeten u donjem dijelu alata. Na Sl ici 5.5 prikazana je ema
procesa dubokog izvlaenja sa redukcijom debljine zida na
viestepenom alatu.
1-6 - prstenovi za izvlaenje; 7 - izvlaka; 8 - radni predmet
(izradak)
Slika 5.5 Viestepeni alat za duboko izvlaenje sa redukcijom
debljine zida
97
-
Proizvodne tehnologije
Tok viestepenog izvlaenja i promjena dimenzija radnog predmeta u
toku procesa izvlaenja mogu se pratiti kroz faze procesa prikazane
na Sl ici 5.6. Simulacijom procesa izvlaenja omoguava se odreivanje
dimenzija radnog predmeta u svakom trenutku izvlaenja, pri njegovom
prolasku kroz viestepeni alat.
d. e. f.
(a - trenutak ulaska pripremka u prvi prsten za izvlaenje; b-
trenutak ulaska obratka u drugi prsten; c- trenutak ulaska obratka
u trei prsten; d- trenutak izlaska dna obratka iz treeg prstena; e-
trenutak deformisanja dna
obratka u etvrtom prstenu;/- izgled izratka)
Slika 5.6 Simulacija procesa izvlaenja na viestepenom alatu
Izrazi za izraunavanje deformacione sile izvlaenja sa redukcijom
debljine zida kod viestepenih alata su sloeni.
98
-
Proizvodne tehnologije
U literaturi postoji izraz za priblino izraunavanje sile
izvlaenja sa redukcijom debljine zida u obliku:
F = Ai-ksr-(p- 1 + 2 a
1 lcp
1 J +
1 a
2 - logaritamski stepen deformacije
4 Ao - povrina poprenog presjeka pripremka; ju - koeficijent
trenja; a - ugao prstena za izvlaenje.
Deformaciona sila moe se odrediti u toku procesa izvlaenja
eksperimentalnim putem. Izgled snimljenih dijagrama sile u
zavisnosti od puta izvlaenja dat je na Slici 5.7.
Dijagram sile izvlaenja prikazan na Slici 5.7.a dobijen je
izvlaenjem pripremka kroz jedan prsten u alatu. Na Slici 5.7.b
prikazana su tri dijagrama sile izvlaenja dobijena izvlaenjima na
tri razliita petostepena alata. Sva tri istraivana petostepena
alata imaju isti stepen deformacije i priblino istu ukupnu silu,
ali je preraspodjela optereenja na pojedine prstenove u alatima
razliita.
99
-
Proizvodne tehnologije
Taka 1 na dijagramu 5.7.a predstavlja maksimalnu vrijednost sile
i odgovara trenutku kada dno radnog predmeta izae iz prstena za
izvlaenje. Take 6 i 7 predstavljaju referentne take za deformisanje
omotaa, tj. vrijednost sile u referentnim takama pri deformisanju
omotaa. Take 1, 2, 3, 4, 5 (Slika 5.7.b) predstavljaju maksimalne
sile koje nastaju pril ikom deformisanja dna obratka pri prolasku
kroz prvi, drugi, trei, etvrti i peti prsten u viestepenom alatu.
Maksimalna sila koja nastaje deformisanjem dna obratka, pri
prolasku kroz posljednji prsten u viestepenom alatu, je maksimalna
sila na dijagramu. Brojevima 6 i 7 obiljeene su take, koje
predstavljaju vrijednosti deformacione sile pri deformisanju omotaa
obratka. Dijagrami prikazani na Slici 5.7 dobiveni su
eksperimentalnim istraivanjima u laboratorijskim uslovima.
Izvlaenje je izvreno na hidraulinoj kidalici pomou eksperimentalnog
alata prikazanog na Slici 5.8. Svako izvlaenje je rezultiralo
automatskom registracijom vrijednosti deformacione sile na pisau
hidrauline kidalice.
Slika 5.8 ematski prikaz eksperimentalnog alata
Pozicije na Slici 5.8 oznaavaju: 1- izvlaka; 2- radni komad
(obradak); 3- prsten za voenje; 4- nosa alata (prstenova); 5, 6,
8,10,11 - prstenovi za izvlaenje; 7,9- prstenovi za hlaenje; 12-
donja ploa; 13-aura za voenje izvlakaa
Istraivanja u proizvodnim uslovima daju stvarnu sliku ukupnog
optereenja viestepenih alata u realnim uslovima proizvodnje.
Crte petostepenog alata koji se koristi u proizvodnim uslovima
dat je na Sl ici 5.9.
100
-
Proizvodne tehnologije
4
Slika 5.9 Petostepeni alat
Pozicije na Slici 5.9 oznaavaju: 1-izvlaka, 2-navrtka nosaa
izvlakaa, 3-steza izvlakaa, 4-podloka izvlakaa, 5-podmeta graninika
svlakaa, 6-graninik svlakaa, 7-opruga svlakaa, 8-kuite svlakaa,
9-svlaka, 10-prstenovi za izvlaenje, 11-podmeta, 12-nosa prstenova,
13-voice, 14-nosa svlakaa. Nain eksperimentalnog odreivanja sile
izvlaenja na viestepenim alatima prikazanje na Slici 5.10.
Slika 5.10 Skica mjernog lanca
101
-
Proizvodne tehnologije
Za eksperimentalno odreivanje sile izvlaenja koristi se
specijalni dava na koji se lijepe mjerne trake za registraciju i
mjerenje sile u toku procesa. Dava se postavlja iznad izvlakaa (na
mjesto podloke izvlakaa - pozicija 4, Slika 5.9). Veza izmeu davaa
i mjernog ureaja ostvaruje se pomou kablova. Signal sa davaa
prenosi se na mjerni ureaj, koji je opremljen odgovarajuim
softwar-om i povezan sa raunarom. Na raunam se dobije prikaz
dijagrama sile izvlaenja u zavisnosti od vremena.
102
-
Proizvodne tehnologije
5.2 Istiskivanje
Istiskivanje je tehnoloki postupak kod koga se pod dejstvom
deformacione sile materijal dovodi u stanje plastinog teenja i
istiskuje kroz otvor kalupa i l i kroz zazor izmeu tiskaa i kalupa.
Postupkom istiskivanja mogu se izraivati izratci sloenog oblika od
elika, obojenih metala i njihovih legura (cink, aluminij, legure
aluminija itd.). Istiskivanje se koristi u uslovima masovne
proizvodnje, a najvie se primjenjuje u: - automobilskoj; - radio i
tv industriji - i vojnoj industriji (za proizvodnju naoruanja i
projektila). Izvodi se u hladnom, polutoplom i toplom stanju.
Najvie se koristi istiskivanje u hladnom stanju. Ovim postupkom, uz
upotrebu odgovarajuih alata, mogu se u jednoj operaciji izraditi
dijelovi za koje bi kod dubokog izvlaenja trebalo vie operacija.
Neki primjeri proizvoda izraenih istiskivanjem dati su na Slici
5.11.
Slika 5.11 Primjeri proizvoda dobivenih istiskivanjem
U zavisnosti od kretanja materijala u toku istiskivanja
razlikuju se tri postupka istiskivanja: protusmjerno istiskivanje;
istosmjerno istiskivanje i kombinovano istiskivanje.
Kod protusmjernog istiskivanja, pod dejstvom deformacione sile,
materijal se istiskuje kroz zazor izmeu tiskaa i kalupa i tee uz
tiska u suprotnom smjeru od smjera njegovog kretanja. Kod
istosmjernog istiskivanja materijal se istiskuje kroz otvor u
kalupu i kree se u smjeru kretanja tiskaa. Kombinovano istiskivanje
predstavlja istovremenu kombinaciju protusmjernog i istosmjernog
istiskivanja i koristi se za izradu sloenih oblika.
103
-
Proizvodne tehnologije
ematski prikaz faza protusmjernog istiskivanja dat je na Slici
5.12.
40 i I
rh : ) K V S
y V \ N
a) b) U. I
d)
Slika 5.12 Faze protusmjernog istiskivanja
U poetnoj fazi procesa (Slika 5.12. a i b) pripremak oblika
gredice se postavlja u otvor kalupa. Pod dejstvom sile, koja se sa
tiskaa prenosi na materijal, pripremak se istiskuje kroz zazor
izmeu tiskaa i kalupa u smjeru suprotnom od smjera kretanja tiskaa
(Slika 5.12. c). Nakon zavrenog istiskivanja, u posljednjoj fazi
procesa, izradak se izbijaem izbacuje na povrinu kalupa. Osnovni
izvrni dijelovi alata za istiskivanje su: tiska (1), kalup za
istiskivanje (3) i izbija (4). Protusmjernim istiskivanjem izrauju
se posude razliitih oblika poprenih presjeka kod kojih je debljina
zida mala u odnosu na prenik i l i je srazmjerna preniku, pa se u
tom sluaju proces naziva ubadanje. U zavisnosti od oblika izratka
razlikuju se dva tipa istosmjernog istiskivanja:
istosmjerno istiskivanje punih tijela i istosmjerno istiskivanje
upljih tijela.
Pripremak za istosmjerno istiskivanje punih tijela je gredica, a
za istosmjerno istiskivanje upljih tijela komad dobiven dubokim
izvlaenjem. ematski prikaz faza istosmjernog istiskivanja punih
tijela dat je na Slici 5.13, a istosmjernog istiskivanja upljih
tijela na Slici 5.14.
("~>
a) b)
Slika 5.13 Istosmjerno istiskivanje punih tijela
104
-
Proizvodne tehnologije
r - - f i :
\ ' { ' {
\ i \ i m b) i
S 0 1
SI
c) d)
i
2
3
4
Slika 5.14 Istosmjerno istiskivanje upljih tijela
Kombinovanim istiskivanjem izrauju se radni predmeti veoma
sloenog oblika. Neki oblici koji se izrauju ovim postupkom
prikazani su na Slici 5.15, a faze izrade jednog radnog predmeta
kombinovanim istiskivanjem date su na Slici 5.16.
V7
v 9 H m
r *
Slika 5.15 Primjeri kombinovanog istiskivanja
Slika 5.16 Faze izrade radnog predmeta kombinovanim
istiskivanjem
Dimenzije pripremka odreuju se iz uslova jednakosti zapremine
prije i poslije deformisanja. Kod istiskivanja rotaciono simetrinih
komada prenik gredice je jednak vanjskom preniku izratka. Visina
pripremka odreuje se iz uslova jednakosti zapremine pripremka i
izratka.
105
-
Proizvodne tehnologije
Deformaciona sila protusmjernog istiskivanja (Slika 5.12) moe se
izraunati po obrascu:
F = A-p=^--p (5.2)
gdje su:
A - povrina na koju djeluje tiska; di - unutranji prenik
izratka; p - radni pritisak protusmjernog istiskivanja.
Radni pritisak protusmjernog istiskivanja odreuje se pomou
obrasca:
f J \ p = k 1 +
3 h o j s 0,25 + =^-
V 2 . (5.3)
gdje su:
ko - specifini deformacioni otpor za ep = 0 ;
ki - specifini deformacioni otpor za ep =
-
Proizvodne tehnologije
Obrazac za izraunavanje sile istosmjernog istiskivanja punih
tijela (Slika 5.13) dat je u obliku:
F = A0-p = ^ - p (5.5)
gdje su:
A 0 - povrina poprenog presjeka pripremka; p- radni pritisak
istosmjernog istiskivanja.
Radni pritisak istosmjernog istiskivanja punih tijela odreuje se
po obrascu:
F . P= = k s r -
, u 2 a 1 + +
v a 3x - glavna logaritamska deformacija; p - koeficijent
trenja; a - ugao glave izratka u radijanima; ko - vrijednost
specifinog deformacionog otpora na poetku deformacije; ho - visina
pripremka; D 0 - prenik pripremka.
Sila istosmjernog istiskivanja upljih tijela (Slika 5.14)
odreuje se po obrascu:
F = A0-p = ^(Dl-dl\p (5.7)
gdje su: Ao - povrina poprenog presjeka pripremka; p- pritisak
istiskivanja.
Izraz za radni pritisak istiskivanja upljih tijela dat je u
obliku:
F , P = -r = k s r -
-
Proizvodne tehnologije
fj. - koeficijent trenja; a - ugao glave izratka u radij anima;
Do - vanjski prenik pripremka; 1- visina glave izratka; k0 -
vrijednost specifinog deformacionog otpora na poetku
deformacije.
Deformacioni rad istosmjernog istiskivanja punih tijela i
istosmjernog istiskivanja upljih tijela moe se izraunati po
priblinom izrazu (5.4), s tim to se za svaki od sluajeva uvrtava
odgovarajua vrijednost hoda tiskaa.
Proces istiskivanja vri se pomou specijalnih alata koji se
postavljaju na prese. Pri konstrukciji alata treba voditi rauna o
materijalima od kojih se rade izvrni dijelovi alata (kalup i
tiska), jer se u proces istiskivanja izvodi pod dejstvom visokih
pritisaka. Adekvatnim izborom materijala osigurava se dui vijek
trajanja alata. Konstruktivno rijeenje alata treba da obezbjedi
brzu i jednostavnu izmjenu svih dijelova alata koji su podloni
troenju. Pored klasinih postupaka istiskivanja za izradu
pojedinanih komada, istiskivanjem se izrauju profili (ekstruzija).
Ekstruzijom se mogu izraivati otvoreni i zatvoreni profili. Ovako
izraeni profili koriste se kao:
profili za automobilsku industriju (za automobile, autobuse i
kamione); profili za fasade u graevinarstvu; profili za izradu
prozora i vrata u graevinarstvu, itd.
Izgled nekih proizvoda dobivenih ekstruzijom prikazanje na Slici
5.17.
Slika 5.17 Proizvodi dobiveni ekstruzijom
108
-
Proizvodne tehnologije
ematski prikaz izrade profda ekstruzijom prikazanje na Slici
5.18. Pozicije na Slici 5.18 predstavljaju: 1-profil, 2-odbojnik
matrice, 3-matrica, 4- trupac, 5-obloga kontejnera, 64contejner,
7-pritiskiva prese, 8-podmeta. Proces istiskivanja profda, ematski
prikazan na Slici 5.19, odvija se tako da se trupac zagrije u
posebnom postrojenju na priblino 450C (zavisno od vrste legure
aluminijuma), nakon ega se, posebnim transportnim sistemom,
automatski prebacuje u kontejner prese . Djelovanjem pritiskivaa
prese, materijal trupca se istiskuje kroz matricu. Oblik profda je
u potpunosti definisan oblikom otvora u matrici. Nakon
istiskivanja, profd se istee za odreenu vrijednost trajne
deformacije, ime se postie njegova tana geometrija. Nakon hlaenja
profda, isti se ree na zahtjevanu duinu i prebacuje u postrojenje
za starenje, nakon ega se profdi pakuju.
Slika 5.18 Izrada profila ekstruzijom
presa trupac pe starenje
Slika 5.19 ema linije za istiskivanje profda
109
-
Proizvodne tehnologije
5.3 Kovanje
Kovanje je postupak obrade deformisanjem kod koga se nizom
udaraca ostvaruje oblikovanje pripremka do konanog oblika. Ovaj
postupak predstavlja najstariju tehnologiju obrade deformisanjem, a
poeci njegovog razvoja veu se za prvu upotrebu metala i izradu orua
za rad. U prvim fazama razvoja, postupak se izvodio runo, u
primitivnim kovakim radionicama, uz upotrebu jednostavnih alata. Na
Slici 5.23.a dat je izgled jedne stare kovanice, a na Slici 5.23.b
i c. prikazanje alat koji se koristi za runo kovanje.
b. c.
Slika 5.23 Poetci razvoja kovanja
Kovanjem se danas izrauju: konstrukcioni elementi za avione,
automobile, brodove, maine; alati (kljuevi za vijke, ekii, itd.);
hirurki instrumenti; vijci, svornjaci, navrtke; pribor za jelo,
itd.
112
-
Proizvodne tehnologije
Na Slici 5.24 prikazani su neki proizvodi dobiveni kovanjem.
Slika 5.24 Primjeri kovanja
Kovanje se moe izvoditi u hladnom i toplom stanju. Kovanje u
hladnom stanju se rjee izvodi, jer su potrebne vee sile, a
materijal koji se kuje mora imati zadovoljavajuu duktilnost na
sobnoj temperaturi. Hladnim kovanjem dobijaju se izratci (otkivci)
sa dobrim kvalitetom povrine i veom dimenzionalnom tanou. Toplo
kovanje se ee primjenjuje, a odlikuje se: manjim deformacionim
silama, loijim kvalitetom povrine i dimenzionalne tanosti otkivaka.
Zbog toga se nakon toplog kovanja izvodi dodatna obrada. Postupcima
kovanja mogu se preraivati skoro svi metalni materijali. Najvie se
kovanjem prerauju: elik, obojeni metali i njihove legure, titan i
njegove legure, itd. Za sve navedene materijale definie se
temperaturni interval (At) kovanja. U Tabeli 5.1 dat je
temperaturni interval toplog kovanja za razliite vrste
materijala.
Materijal Temperaturni interval ( c) Legure aluminijuma 4 0 0 -
550 Legure magnezijuma 250- 350 Legure bakra 600 - 900 Ugljenini
elici 8 5 0 - 1150 Legirani elici 1100 - 1250 Titanove legure 700 -
950
Tabela 5.1 Temperaturni interval kovanja razliitih
materijala
Principijelno se razlikuju slijedei postupci kovanja: slobodno
kovanje i kovanje u kalupu (ukovno kovanje).
113
-
Proizvodne tehnologije
I slobodno i ukovno kovanje se najee izvode u toplom stanju. U
hladnom stanju se mogu kovati manji otkivci. Slobodno kovanje je
najstariji i najjednostavniji postupak kovanja. Postupak se izvodi
runo i l i pomou kovakih maina, sa univerzalnim alatom jednostavnog
oblika, koji ne mora odgovarati obliku otkivka. Oblikovanje
pripremka se vri uz upotrebu veeg broja udaraca na kovakim ekiima i
l i na presama u jednom hodu prese. Otkivci dobiveni slobodnim
kovanjem imaju manju tanost od otkivaka dobivenih ukovnim kovanjem.
Slobodno kovanje se koristi u maloserijskoj i pojedinanoj
proizvodnji malih otkivaka i l i za izradu velikih otkivaka, koje
na drugi nain nije mogue dobiti. Na Slici 5.25 dat je: a. ematski
prikaz slobodnog kovanja, b. kovanje velikih vratila, c. kovanje
titanovih legura, d i e. - kovanja radnih predmeta kvadratnog
presjeka.
a. b. c.
Slika 5.25 Slobodno kovanje
Faze procesa slobodnog kovanja prikazane su na Slici 5.26.
H i ; ; a.
5.2(5 Faze slobodnog kovanja
114
-
Proizvodne tehnologije
Na Slici 5.26.a prikazan je oblik pripremka prije slobodnog
kovanja. U toku slobodnog kovanja dolazi do bonog irenja radnog
predmeta (Slika 5.26.b), a konaan oblik radnog predmeta, nakon
kovanja, dat je na Sl ici 5.26.c. Slobodnim kovanjem se moe vriti i
poveanje duine otkivka. Postupak se naziva izduivanje i ematski je
prikazan na Slici 5.27.
Slika 5.27. Izduivanje
Ukovno kovanje i l i kovanje u kalupu je postupak kovanja koji
se najee koristi u serijskoj i masovnoj proizvodnji. Obino se
postupak oblikovanja radnog predmeta izvodi u vie operacija. U
gornjem i donjem dijelu alata za kovanje (kalupu) nalaze se gravure
koje definiu oblik otkivka. Materijal se postavlja u gravuru donjeg
kalupa i pod dejstvom gornjeg kalupa on se deformie i dobija oblik
gravure. Na Slici 5.28 dat je: a i b. 2D i 3D prikaz ukovnog
kovanja, c. i d. ukovno kovanje u realnim uslovima.
a. b. c. d.
Slika 5.28 Ukovno kovanje
Faze ukovnog kovanja prikazane su na Slici 5.29.
115
-
Proizvodne tehnologije
U poetnoj fazi kovanja pripremak (2) se postavlja u donji kalup
alata (3) (Slika 5.29.a). Nakon nekoliko udaraca kovakog ekia,
pripremak poprima oblik gravure (Slika 5.29.b). Na kraju kovanja
oko radnog predmeta, od vika materijala za kovanje, formira se
vijenac (Slika 5.29.c).
U zavisnosti od oblika kalupa koji se upotrebljava za ukovno
kovanje razlikuje se:
ukovno kovanje u zatvorenim kalupima i ukovno kovanje u
djelimino zatvorenim kalupima.
Kovanje u zatvorenim kalupima je postupak slian sabijanju.
Postupak se odvija kroz nekoliko faza i zavrava u momentu kad se
ostvari potpuno ispunjavanje kalupa. K o d ovog kovanja nema
vijenca, ni tragova spajanja gornjeg i donjeg kalupa. Kvalitet
otkivaka dobivenih na ovaj nain je bolji, pa se u ovu grupu
postupaka ubraja i precizno kovanje. Nedostatak kovanja u
zatvorenim kalupima je to se zahtjeva tanost u dimenzionisanju
pripremka. Greke u dimenzionisanju pripremka prenose se na otkivak
u vidu manjka i l i vika materijala. Kovanje u zatvorenim kalupima
koristi se za izradu manjih otkivaka, npr. medicinskog pribora i l
i novca.
Ukovno kovanje u djelimino zatvorenim kalupima koristi se u
uslovima velikoserijske proizvodnje (Slika 5.29). Zapremina
pripremka za ovaj nain kovanja je vea od zapremine otkivka. Nakon
zavrenog popunjavanja kalupa, viak materijala tee u slobodan
prostor izmeu gornjeg i donjeg dijela kalupa, koji se naziva
vijenac. Vijenac se nakon kovanja odstranjuje naknadnom obradom.
Otkivci sloenog oblika izrauju se u vie operacija kovanja. Konani
oblik otkivka postie se kroz vie faza, kombinacijom slobodnog
kovanja u poetnim fazama i ukovnog kovanja u zavrnim fazama. Zavrna
gravura definie konaan oblik otkivka i u njoj se izrauje prostor za
vijenac. Gravure koje se koriste u prethodnim fazama kovanja zovu
se pripremne gravure. Na Slici 5.30.a prikazane su faze kovanja
otkivka sloenog oblika krunog poprenog presjeka, a na Slici 5.30.b
prikazane su faze kovanja radnog predmeta u obliku viljuke .
a. b.
Slika 5.30 Faze izrade otkivaka
116
-
Proizvodne tehnologije
Sa Slike 5.30. a moe se uoiti da se izrada radnog predmeta vri
kroz tri operacije kovanja. U prvoj operaciji vri se slobodno
kovanje pripremka, nakon ega se otkivak kuje ukovnim kovanjem do
finalnog oblika. N a kraju se vri obrezivanje vijenca. Na Slici
5.30.b date su faze izrade viljuke. Nakon izduivanja pripremka,
postupak izrade je obuhvatao jo tri operacije ukovnog kovanja. Na
kraju je sa radnog predmeta izvreno odstranjivanje vijenca. Izrada
otkivaka vee duine vri se kovanjem na automatima. Na ovaj nain
izrauju se izratci za potrebe automobilske industrije (vijci,
navrtke, osovine, poluge, itd.). Izgled ovako dobijenih otkivaka
prikazanje na Slici 5.31.
Slika 5.31 Primjeri otkivaka dobivenih kovanjem na
automatima
N a Slici 5.32 date su faze izrade vijka prenika 34 mm i duine
114 mm, sa estougaonom glavom kovanjem na trostepenom automatu.
TT
a.
Slika 5.32 Faze kovanja
117
-
Proizvodne tehnologije
Skica alata za sve tri faze data je na Slici 5.32.a , a izgled
radnog predmeta poslije svake faze kovanja prikazan je na Slici
5.32.b. Dimenzije pripremka za kovanje ovog vijka su: prenik ipke
38 mm i duina ipke 147 mm.
Prvi korak u projektovanju tehnolokog procesa kovanja
predstavlja odreivanje dimenzija pripremka. Obzirom da se kod
kovanja javljaju gubici materijala koji se odnose na vijenac i
gubici uslijed izgaranja materijala u toku zagrijavanja, potrebno
je zapreminu pripremka uveati za te vrijednosti.
Ukupna zapremina pripremka moe se dobiti po obrascu:
^ w ( ^ + X X l + A ) = F 0 + v ( l + A ) (5.9)
gdje su:
V 0 - zapremina otkivka; V v - zapremina vijenca; V 0 + v -
zapremina otkivka s vijencem; A - dodatak materijala za
izgaranje.
A = 0,02 -5- 0,03 za zagrijavanje u plamenim peima; A = 0,005 t
0,01 za zagrijavanje u peima sa zatitnom atmosferom.
Deformaciona sila za slobodno kovanje moe se uzraunati po
obrascu:
F-k -Ak (5.10)
gdje su:
k- napon teenja
( ' \ T,
-
Proizvodne tehnologije
Veliina deformacionog rada za ukovno kovanje moe se odrediti
pomou izraza koji glasi:
W = V-
-
Proizvodne tehnologije
Kovanje otkivaka veih dimenzija vri se na mehanikim i
hidraulinim kovakim presama. Mehanike prese spadaju u grupu kovakih
maina koje se klasificiraju prema hodu. Proces deformisanja na ovim
mainama se zavrava kada alat doe u donju mrtvu taku. Razlikuju se
dva osnovna tipa ovih presa, i to: ekscentar i koljenaste prese.
Ove prese se odlikuju velikom produktivnou, lako se automatiziraju
i ne zahtijevaju posebnu vjetinu u upravljanju. Na Slici 5.34.a
prikazana je mehanika presa, a na Slici 5.34.b linija ovih
presa.
a. b.
Slika 5.34 Mehanika presa
Hidrauline prese se defmiu veliinom deformacione sile. Koriste
se za slobodno kovanje veih otkivaka, a manje za ukovno kovanje.
Karakteristike ovih kovakih maina su: male brzine deformisanja,
niska produktivnost, miran rad i visoka cijena.
Najee se izvode kao vertikalne kovake maine, snadbjevene
hidraulikim medijem iz akumulatorske stanice i l i pomou
hidromotora. Tenost kao medij koristi se za prenos sile i kretanja
na tiska prese i omoguava odravanje konstantne sile u toku procesa.
Osim glavnog hidraulinog cilindra, najee, imaju i jo dva manja
cilindra pomou kojih se vri vraanje malja u poetni poloaj.
Za slobodno kovanje koriste se hidrauline prese nazivne sile i
do 500 M N , dok se za kovanje u kalupu koriste prese nazivne sile
do 200 M N .
Na Slici 5.35 dat je izgled hidraulinih presa. Na Slici 5.35.a
prikazana je presa nazivne sile od 495 MN , koja se koristi za
kovanje otkivaka velikih dimenzija.
120
-
Proizvodne tehnologije
5.4 Vuenje ice
Vuenje ice je jedan od najstarijih postupaka oblikovanja
materijala. To je tehnoloki postupak kod kojeg se kroz otvor
matrice provlai ica, iji je popreni presjek vei od presjeka tog
otvora. Redukcija presjeka se ostvaruje pod dejstvom zateue
deformacione sile preko samog obratka. Cil j vuenja nije samo
smanjenje poprenog presjeka, ve i postizanje tanih dimenzija
presjeka i visokog kvaliteta povrine vuenog proizvoda. Postupak se
koristi u velikoserijskoj i masovnoj proizvodnji. Preradom ice
izrauju se: armaturne mree za graevinarstvo, mree i reetke za
poljoprivredu, ice za elektro ureaje, ice za muzike instrumente,
razliite vrste opruga i poluproizvoda koji se koriste za daljnju
obradu.
Na Slici 5.36 prikazani su neki primjeri primjene ovog
postupka.
Slika 5.36 Primjeri primjene
Postupak vuenja ice ima slijedee osobine:
- Gubici materijala pri vuenju su minimalni; - Vuenjem se
poboljavaju mehanike osobine materijala, a u kombinaciji sa
termikom
obradom mogu se dobiti proizvodi sa visokim mehanikim osobinama;
- Vuenjem se moe dobiti ica promjera 0,005 mm.
122
-
Proizvodne tehnologije
Iako se vuenjem mogu preraivati skoro svi metalni materijali,
najvie se prerauje elik, aluminij i njegove legure, te bakar i
njegove legure.
Principijelno se razlikuju slijedei proizvodni procesi vuenja: -
pomou matrica (matrino); - pomou valjaka ( valjako).
Matrino vuenje izvodi se preko stacionarnih matrica, koje mogu
biti cilindrine izvedbe i l i u vidu ploa. Matrinim vuenjem u
hladnom stanju izrauju se profdi manjeg poprenog presjeka (do 100
mm 2 ) , dok se vei presjeci rade u toplom stanju. Na Sl ici 5.37
dat je ematski prikaz matrinog vuenja.
Za vuenje ice upotrebljavaju se vune matrice od elika, tvrdog
metala i dijamanta, u zavisnosti od vrste materijala i dimenzija
ice koja se vue.
Na Sl ici 5.38 dat je izgled matrice od tvrdog metala.
a. b.
Slika 5.37 ematski prikaz matrinog vuenja
STEEL
1 Liv: i MIN
Ni
_. i1 BKKfCEB
Slika 5.38 Matrica od tvrdog metala
123
-
Proizvodne tehnologije
Vuenje pomou valjaka izvodi se kroz otvor samoobrtnih valjaka, a
koristi se za dobijanje punih profda i kod vuenja cijevi. Vuenje u
hladnom stanju je mnogo vie zastupljeno od vuenja u toplom stanju.
Hladnim vuenjem se mogu dobiti kvalitetni profili, glatke i iste
povrine i uske tolerancije, koje idu i do 0,001 mm. Redukcija
ulaznog presjeka zavisi od granine deformabilnosti materijala.Za
postizanje traene izlazne dimenzije ice koriste se jednostepeni i
viestepeni alati. Maine sa jednostepenim alatima su starijeg datuma
i na njima se vuenje ice vri kroz jednu matricu. Jedinina
deformacija presjeka, u tom sluaju, iznosi od 10 do 15 %.
Na Slici 5.39 dat je ematski prikaz postrojenja za vuenje ice s
jednom matricom.
Slika 5.39 ematski prikaz postrojenja za vuenje ice sa jednom
matricom
Pozicije na Slici 5.39 oznaavaju: 1,2 - pogon (istosmjerni motor
promjenljive brzine), 3 -vertikalni vuni bubanj, 4 - ulazna ica, 5
- izlazna ica, 6,7,8,9 - sastavni dijelovi bubnja, 10 - kuite
alata, 11 - matrica, 12 - stezni vijak, 13 - hlaenje vodom, 14 -
kaseta za podmazivanje.
K o d viestepenih a