MA ŠINSKA OBRADA DEFORMACIJOM

Hukov dijagram

Od tačke V nastaju plastične deformacije (trajne) traju do tačke M. Ako se pređe tačka M (koja predstavlja granicu materijala) dolazi do kidanja materijala.Danas se sve češće koristi obrada deformacijom pri dobijanju gotovih proizvoda i serijske proizvodnje.Koriste se prese mehaničke ili hidrauličke, različiti čekići na mehanički pogon i pneumatski, jednostavni su za rukovanje, mogu se dobiti delovi različitog i složenog oblika.Defromacija se deli na HLADNU i TOPLU:- Karakteristike hladne deformacije:

- Pri hladnoj deformaciji dolazi do ojačavanja materijala tj. dolazi do povećanja čvrstoće, što uzrokuje promenu mehaničkih osobina materijala.

- Ograničeni stepen deformacije (koliko može da se deformiše).- Pri hladnoj deformaciji mogu se dobiti delovi sa tačnim i preciznim

dimenzijama.

.- Karakteristike tople deformacije: - Skuplja je od hladne def.- Materijal ima eću plastičnost- Ne dobijaju se delovi preciznih dimenzija.

ZAPREMINSKO OBLIKOVANJE TELA- ISTISKIVANJE- KOVANJE

ISTISKIVANJEObrada istiskivanjem podrazumeva da se materijal u  obliku valjka, koluta i sl.istikuje u otvorenom kalupu pod dejstvom istiskivača oblikujući se u izradak željenog oblika. Najčesće se vrši istiskivanje rotacionih delova i to uglavnom u hladnom stanju.Osnovne karakteristike istiskivanja su:

- visoka tačnost mera i visok kvalitet površina- poboljšana mehanička svojstva materijala posle istiskivanja- visoka proizvodnost

 U zavisnosti od smera kretanja istiskivača i materijala koji se istiskuje postoji:

- suprotnosmerno- istosmerno- kombinovano istiskivanje

- Kod suprotosmernog istiskivanja ,smer kretanja deformisanog materijala je suprotan smeru kretanja istiskivača.

- Kod istosmernog istiskivanja,smer kretanja istiskivača i deformisanog materijal je isti.

- Za izradu složenijih delova koristi se kombinovano istiskivanje,gde se u procesu istiskivanja jedan deo materijala kreće u istom,a jedan deo u suprotnom u odnosu na smer kretanja istiskivača.

KOVANJEKovanje je jedna od najstarijih obrada metala a izvodi u zagrejanom stanju. Kovanje se koristi za serijsku i masovnu proizvodnju. Postoje dve vrste kovanja:

- slobodno kovanje - kovanje u kalupu

- Slobodno kovanje je obrada pomoću univerzalnih alata čija je osnovna karakteristika da ne moraju imati oblik koji odgovara obliku obratka. Tačnost dimenzija obratka dobijenog slobodnim kovanjem znatno je manja nego što se postiže kovanjem u kalupu. Zbog ovakvih karakteristika slobodno kovanje se najčešće primenjuje u maloserijskoj i pojedinačnoj proizvodnji.

- Kovanje u otvorenom kalupu je obrada pomoću specijalnih alata (kalupa), gde oblik šupljine (gravure) u alatu predstavlja negativ oblika dela (otkovka). Definitivan oblik otkovak najčešće dobija tek nakon više operacija kovanja, s tim što se za svaku operaciju koristi poseban alat.- Specijalna vrsta kovanja u kalupu je kovanje u zatvorenom kalupu. U ovoj vrsti kovanja nema viška materijala i zapremina gravure u potpunosti odgovara zapremini otkovka.

Tehnološki postupak izrade dela kovanjem sadrži:- crtež gotovog dela ( radionički crtež) i- crtež otkovka, koji sadrži: dodatke za obradu, liniju sastava kalupa, kovačke

uglove nagiba i kovački radijus.

Crtež gotovog dela Crtež otkovka

Elementi alata:

Gornji deo alata za kovanje ( slika 1.) sastoji se iz gornjeg kalupa (1), koji je pomoću klina (5) i završetka u obliku lastinog repa vezan sa maljem čekića (3). U donjem delu alata se nalazi donji kalup (2), koji se takodje spaja sa donjim nosačem alata (9) preko lastinog repa i klina (6). Centriranje alata u pravcu normalnom na pravac kretanja malja vrši se bočnim gornjim centriračem (7) i bočnim donjim centriračem (8). Donji nosač alata (9) je klinom (10) učvršćen u nakovnju čekića (4).

OBRADA RAZDVAJANJEM (OBRADA LIMA)1) SEČENJE LIMA2) PROBIJANJE I PROSECANJE3) SAVIJANJE LIMA4) DUBOKO IZVLAČENJE

SEČENJE LIMAOvo je najčešće pripremna operacija za materijal koji će se naknadno obrađivati, a ređe se javlja kao završna. Pri odsecanju se najčešće dobijaju iz tabli lima trake određene širine, koje služe za naknadnu obradu prosecanjem. Odsecanje je obično po pravolinijskoj konturi (ređe krivolinijskoj). Obrada odsecanjem se izvodi na mašinskim makazama, kojih ima više tipova:

1) makaze sa pravim paralelnim noževima,2) makaze sa pravim nagnutim noževima,3) makaze sa kružnim noževima.

1) Makaze sa pravim paralelnim noževimaOve makaze služe za odsecanje uskih i nešto debljih limova, kao i nemetala.

S (mm)- debljina limab (mm)- širina sečenja

τs = [N/mm2], => F= τs *A (N)

τs – uzima se iz tablice u zavisnosti od materijalaF – deformaciona silaA – površima koja se seče

Pri sečenju lima prisutno je i naprezanje na smicanje.

τs -> A= b*S (mm2)W = F*h

2) Makaze sa pravim nagnutim noževimaKoriste se za odsecanje (materijala) limova sa relativno malom debljinom u odnosu na širinu.

S (mm)- debljina limab (mm)- širina sečenja

Deformaciona sila F = τs *A∆OAB (N)

γ < ρ1+ρ2

γ – ugao nagiba

ρ1 – ugao trenja izmađu gornjeg noža i lima

ρ2 – ugao trenja izmađu donjeg noža i lima

3) Makaze sa kružnim noževimaKoriste se za sečenje limova koji je namotan u vidu trake na koturu.

1,2 – koturovi3 – lim u vidu beskonačne trake4,5 – kružni noževi

Deformaciona sila F = τs *AABCD (N)

PROBIJANJE I PROSECANJEProsecanje i probijanje predstavljaju operacije odvajanja jednog dela materijala od drugog po zatvorenoj konturi, pomoću alata postavljenih na prese. Pri prosecanju se odvajanjem po spoljašnjoj konturi iz lima dobijaju radni predmeti različitog oblika. Pri probijanju se, međutim, vrši odvajanje po unutrašnjoj konturi, tj. izrađuju se otvori u radnom komadu, tako da prosečen deo materijala predstavlja otpadak. Prosecanjem se dobija deo koji treba da probijemo.

Izrada komada prosecanjem:

Završna obrada probijanjem:

1 – probijač2 – prosekač3 – rezna ploča4 – lim5 – gornja pločaS (mm) – debljina lima

Ovaj postupak obrade se vrši silom F, a 2. korakom se vrši i probijanje i prosecanje.

F = τs *A (N)A = S*O (mm2)

A = S*(π*d + π*D)

SAVIJANJE LIMAPri savijanju deformacija je lokalizovana na delu koji je definisan radijanom R.

Zavisno od mera i oblika delova,savijanje limova izvodi se u alatima za savijanje na mehaničkim ili hidrauličnim presama i na specijalnim mašinama za savijanje.

1 – tiskač2 – donji deo alata3 – lim

1 – unutrašnja vlakna2 – spoljašnja vlakna3 – neutralna linija

1 – unutrašnja vlakna2 – spoljašnja vlakna3 – neutralna linija

Pri savijanju dolazi do elastičnogispravljanja linija usled zaostalih elastičnih deformacija.

Radijus savijanja

Rmin < R < Rmax

Rmin > R – ne sme doći do kidanja spoljašnjih vlakana

R > Rmax – neće doći do savijanja

U opštem slučaju, prema obliku delova dobijenih savijanjem, razlikuju se:- kružno savijanje- fazonsko savijanje,i- ispravljanje, kao obrnuti proces savijanja.

 

Kružno savijanje limova izvodi se na specijalnim mašinama za savijanje sa tri valjka, gde je gornji valjak obično pomerljiv radi podešavanja prečnika savijanja Ro,dok su donji valjci fiksni.

1- gornji valjak2,3 – donji valjci4 – liml (mm) – odstojanje između valjakaRo – prečnik savijanja

Fazonsko savijanje vrši se postepeno, obaranjem svake ivice pojedinačno za prav ili neki drugi. ugao. Fazonsko savijanje obradaka se ostvaruje pomoću specijalnih alata koji se postavljaju na odgovarajuće prese.

Ispravljanje limova, kao obrnut proces savijanju,vrši se na taj način što se iskrivljene ili talasaste trake propuštaju kroz sistem dvorednih valjaka na mašini za ispravljanje. Valjci su obrtni i međusobno rastojanje između  gornjeg i donjeg reda valjaka može se podešavati zavisno od debljine lima

NEKOKVENCIONALNI POSTUPCI OBRADEOvim postupcima se mogu obrađivati veoma tvrdi i teško obradivi materijali, kao što su tvrdi metali, okaljeni i vatrostalni čelici.U toku dejstva radnih alata na obradak praktično se ne pojavljuju mehaničke sile, kao što je to bio slučaj pri obradi delova u procesima rezanja i deformisanja.Opšta karakteristika elektrofizičkih i elektrohemijskih metoda obrade je mogućnost obrade površina obradaka bez obzira na njihovu tvrdoću, pri čemu se složene površine dobijaju ili kopiranjem ili pomoću odgovarajućih složenih formi alata.

Primena elektrofizičkih i elektrohemijskih metoda obrade se realizuje korišćenjem specifičnih postupaka koji se mogu svrstati u 3 grupe. To su:

procesi elektroerozione obrade, procesi elektrohemijske obrade,i procesi ultrazvučne obrde.

ELEKTROEROZIONA OBRADAKod ove obrade i alat i obradak su vezani u strujno kolo i predstavljaju elektrode. Ovde nema dejstva sile jer se alat i obradak ne dodiruju. Propisan je radni zazor koji se odražava pokretanjem alata. Alat i obradak su potopljeni u tečnost koja ne provodi struju. Razlikuju se u osnovi 3 postupka erozione obrade, to su:

a) elektrolučna eroziona obrada,b) elektroimpulsna eroziona obrada, ic) anodnomehanička eroziona obrada.

Elektrolučna eroziona obrada (obrada iskrenjem ili varničenjem)Elektrolučnu erozionu obradu karakterišu elektroimpulsni uređaji koji generišu veoma kratka elektrolučna pražnjenja visoke ispunjenosti.

Na sl.1: alat(1), obradak(2), generator(G), dielektričnu tečnost(3)-tehnička voda, mineralno ulje, mešavina mineralnog ulja i kerozina; pumpa(4)

Elektroimpulsna eroziona obrada Elektroimpulsnu erozionu obradu karakterišu elektroimpulsni uređaji. Šema procesa je u osnovi prikazana na sl.1. Ovaj postupak elektroerozione obrade se primenjuje za obradu u svim slučajevima kada je potrebno erozijom skinuti s obratka relativno veću količinu materijala u vidu sitnih čestica. Podešavanjem snage i frekvence impulsnog generatora, obrada ovim postupkom se izvodi po režimu grube i fine obrade.

Anodnomehanička eroziona obradaPostupak anodno mehaničke erozione obrade obuhvata istovremeno elektroerozione obrade obuhvata istovremeno elektroeroziono i elektrohemijsko dejstvo na obradak. U ovom procesu obrade, alat može da izvodi kružno ili pravolinijsko kretanje što zavisi od kinemetike koju je potrebno ostvariti pri obradi odgovarajućih delova.

Na sl.2: alat(1)-katoda-oblika diska,izvodi glavno obrtno kretanje s obimnom brzinom (v) i pomoćno u smeru strelice (s); obradak(2), tanka prevlaka(3)- sl.2 a), elektrolit(4)-koji odnosi s obratka čestice metala, a sastoji se od rastvora vodenog stakla.

ELEKTROHEMIJSKA OBRADAPri elektrohijskoj obradi, materijal obratka (anoda) se rastvara u elekterolitu pri čemu se postiže visok kvalitet obrađene površine. Bitne karakteristike ovog procesa su odsustvo temperaturskog dejstva na obradak i odsustvo trošenja elektrode. Primenjuje se pri obradi složenih površina na delovima iz tvrdih i žilavih materijala pri raznim postupcima završne obrade kao što su poliranje, brušenje ravnih površina,holovanje i glačanji i sl.

Na sl.3 je prikazana šema elektrohemijske obrade pri bušenju obratka. Alat(1) prodire u materijal obratka(2) brzinom(s) mm/min.Elektrolit(3) –rastvor u vodi.

ULTRAZVUČNA OBRADA DELOVA

Ova metoda primenjuje se pri obradi delova koji se izrađuju iz tvrdih i krtih materijala kao što su tvrdi metali, dijamant, staklo, keramički materijali, silicijum, germanijum i sl.

Ultrazvučnom obradom se vrši razaranje materijala pri udaru na površinu obratka zrnaca abrazivnih materijala. Zrnca abraziva su u obliku suspenzije. Ovaj metod obrade obuhvata 2 osnovna procesa:

a) prvi je udarno dejstvo abrazivnih zrnaca na obradak i odvaljivanje delića materijala s njega, i

b) drugi, cirkulacija i obnavljanje abrazivne suspenzije kojom se odnose delići skinutog materijala i dovodi svež abraziv u zonu obrade.

Na sl.4 je prikazan uređaj za ultrazvučnu obradu koji generiše ultrazvučne vibracije usled kojih nastaju ultrazvučni talasi. Obradak(1), alat(2), koncentrator(3)-pojačava ultrazvučne talase; nosač(4), magnetostrikcijsko jezgro(5)-pretvara električne ultrazvučne talase u mehaničke; pumpa(6), suspenzija(7).