nekonvenční metody dělení materiálu

Transkript

nekonvenční metody dělení materiálu
METODY TVÁŘENÍ KOVŮ A PLASTŮ
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
METODY TVÁŘENÍ KOVŮ A PLASTŮ
ZÁKLADNÍ DĚLENÍ TVÁŘENÍ
Podle charakteru:
•
plošné
•
objemové
Podle teploty :
•
za tepla
•
za studena
•
za poloohřevu, neúplného ohřevu
Podle metod:
•
konvenční
•
nekonvenční
METODY TVÁŘENÍ KOVŮ A PLASTŮ
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
METODY TVÁŘENÍ KOVŮ A PLASTŮ
VLIV TEPLOTY NA VLASTNOSTI TVÁŘENCŮ
METODY TVÁŘENÍ KOVŮ A PLASTŮ
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
METODY TVÁŘENÍ KOVŮ A PLASTŮ
PERIODICKÉ VÁLCOVÁNÍ
•
výroba polotovarů nebo výrobků
jejich průřez se pravidelně opakuje
periodické válcování podélné
příčně periodické válcování – mlecí koule
METODY TVÁŘENÍ KOVŮ A PLASTŮ
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
METODY TVÁŘENÍ KOVŮ A PLASTŮ
VÍCESTUPŇOVÉ KOVÁNÍ
• kování s válcováním
• monobloky 600mm-1250mm
• kola – dynamicky namáhané
vysoké nároky na spolehlivost
METODY TVÁŘENÍ KOVŮ A PLASTŮ
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
METODY TVÁŘENÍ KOVŮ A PLASTŮ
TVÁŘENÍ VÝBUCHEM
• tlak 10-100GPa
• čas 6 -10sec
• velkorozměrné výlisky – díly
raket, letadel, elektrárny,
nádrže, lodě
• 1 díl nástroje – lisovnice
• médium – vzduch, voda písek
METODY TVÁŘENÍ KOVŮ A PLASTŮ
VÝROBA TENKOSTĚNNÝCH PROFILŮ
• výroba tenkostěnných profilů plynulým ohýbáním
• profily otevřené nebo uzavření
METODY TVÁŘENÍ KOVŮ A PLASTŮ
TVÁŘENÍ VNITŘNÍM PŘETLAKEM
ohýbání, stříhání, děrování
METODY TVÁŘENÍ KOVŮ A PLASTŮ
TVÁŘENÍ VNITŘNÍM PŘETLAKEM
a) tváření volné
b) tváření s příčně děleným nástrojem
c) tváření s podélně děleným nástrojem
METODY TVÁŘENÍ KOVŮ A PLASTŮ
KOVOTLAČENÍ
PŘETAHOVÁNÍ
METODY TVÁŘENÍ KOVŮ A PLASTŮ
HYDROMECHANICKÉ TAŽENÍ
METODY TVÁŘENÍ KOVŮ A PLASTŮ
MECHANICKÉ SPOJE
METODY TVÁŘENÍ KOVŮ A PLASTŮ
PŘESNÉ STŘÍHÁNÍ
METODY TVÁŘENÍ KOVŮ A PLASTŮ
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
METODY TVÁŘENÍ KOVŮ A PLASTŮ
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
METODY TVÁŘENÍ KOVŮ A PLASTŮ
NEKONVENČNÍ METODY DĚLENÍ MATERIÁLU
Vodní paprsek
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,
tepelně ovlivněná zóna,
vysoká cena zařízení a vysoké provozní náklady
Plasma
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
METODY TVÁŘENÍ KOVŮ A PLASTŮ
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
METODY TVÁŘENÍ KOVŮ A PLASTŮ
NEKONVENČNÍ METODY DĚLENÍ MATERIÁLU
Materiály používané na výrobu karosérie
1400
RAK 40/70
CPW 800
DP 900
MSW 1200
DX56
TWIP
1200
R [MPa]
1000
800
600
400
200
0
0
5
10
15
20
e [%]
25
30
35
40
45
METODY TVÁŘENÍ KOVŮ A PLASTŮ
NEKONVENČNÍ METODY DĚLENÍ MATERIÁLU
Porovnání diagramů statické zkoušky tahem u materiálu MS-W 1200
1500
1400
MS oceli - martenzitické ocele
(Martensitic Steels)
1300
1200
1100
•
•
•
900
800
700
500
Děleno plasmou
400
Děleno laserem
vysoká pevnost
vysoké deformační zpevnění
absorbce energie
Porovnání komplexního ukazatele tvařitelnosti KUT
u materiálu MS-W 1200
600
0,1
Děleno vodním paprskem
300
200
Broušeno
0,09
Frézováno
0,08
100
0
0
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
poměrné prodloužení e [-]
KUT [ - ]
smluvní napětí R [MPa]
1000
0,07
0,06
0,05
Materiál
MSW1200
Rp0,2
[MPa]
Rm
[MPa]
A80
[%]
min.
900
12001450
min 5
n
[-]
Cmax
[%]
Si
[%]
0,18
1,0
0,04
Děleno
plasmou
Děleno
laserem
Děleno
vodním
paprskem
Broušeno
Frézováno

Podobné dokumenty

Potenciál korozivzdorných ocelí pro tváření a tvarování

Potenciál korozivzdorných ocelí pro tváření a tvarování Někoho možná překvapí, že výroba této elegantní nádoby začíná u plochého plechového kotouče tloušťky 1 mm a průměru kolem 400 mm. Ocel značky EN 1.4301 s povrchem jakosti 2B po válcování za studena...

Více

Lotrando a Zubejda, část 3. zdraví `health` plnoletý `grown

Lotrando a Zubejda, část 3. zdraví `health` plnoletý `grown nesmysl ‘nonsense’ živit ‘nourish’, živit se ‘make a living’ pouze ‘merely’ poslední ‘final, last’ připadat komu ‘seems’ bát se (bojím se, bojíš se, ...bojí se) ‘be afraid’ šolýchání 5. Velvyslanci...

Více

Lotrando a Zubejda, část 4. 6. Seznamte se seznamovat/seznámit

Lotrando a Zubejda, část 4. 6. Seznamte se seznamovat/seznámit hostinský here:‘tavern owner’, přízeň ‘favor’ nachystat ‘prepare’, truňk ‘drink’

Více

nástrojová ocel cpm® 10 v

nástrojová ocel cpm® 10 v odpovídajícím houževnaté oceli kalitelné na vzduchu, se zvýšeným

Více

hliník ocel med nerez

hliník ocel med nerez široký sortiment plechů a pásů vyrobených z hliníku, oceli, pozinkované oceli, nerezi a mědi. Důležitou součástí široké nabídky pro zákazníky ze všech oblastí průmyslu jsou hliníkové desky, profily...

Více

OCR Document

OCR Document mezinárodní vědeckotechnické spolupráce řešena řada projektů a grantů, dochází často k nejasnostem nebo nepřesnostem v užívání technických pojmů, které v mnoha používaných obecných, ale i technický...

Více