obrada plastičnom deformacijom.istiskivanje

8/13/2019 obrada plastinom deformacijom.istiskivanje

1/24

OBRADA PLASTINOM

DEFORMACIJOM - ISTISKIVANJE

KOLEGIJ : PROIZVODNE TEHNOLOGIJE

SEMINARSKI RAD

1


2/24

1. Uvod

Godine 1797. Josip Bramah patentirao je prvi proces ekstruzije za

izradu olovne cijevi. Taj proces je ukljuivao predgrijavanje metala i

zatim njegovo pritiskanje kroz matricu, preko ruku pokretanog

istiskivaa. roces nije !io razvijen sve do 1"#$., kada je Thomas Burr

konstruirao prvi hidraulino pogonjen istiskiva. % to vrijeme proces je

nazvan istiskivanje. Godine 1"9&., 'leksandar (ick pro)irio je proces

ekstruzije na legure !akra i

mjeda.

*kstruzija je proces gdje se materijal gura kroz matricu +eljenog

presjeka. (vije glavne prednosti ovog procesa nad ostalim procesima

proizvodnje je njegova sposo!nost da mo+e stvoriti vrlo slo+en presjek,

i mogunost kori)tenja krhkih materijala, jer materijal !ude izlo+en

samo djelovanju tlanih i posminih naprezanja. Tako-er stvara

zavr)ne dijelove s odlino o!ra-enom povr)inom.

*kstruzije, mogu !iti kontinuirane teoretski proizvoditi neodre-enoduge materijale/ ili polu0kontinuirane proizvodnja puno komada/.

roces ekstruzije mo+e !iti uinjen s toplim ili hladnim materijalom.

!ino ekstrudirani materijali su2 metali, polimeri, keramike, !eton i

prehram!eni proizvodi.

2


3/24

sl.1.1. Ekstruzija okruglog pripravka kroz matricu

2. Obrada materijala plastinomdeformacijom

3etali kao kristalne strukture posjeduju svojstva plastinog

de4ormiranja u hladnom i toplom stanju. vo slu+i kao osnova za

niz metoda o!rade metala plastinom de4ormacijom, sa i !ez

odvajanja, koje se primjenjuju u svim industrijama. 5ve metode

o!rade plastinom de4ormacijom uglavnom de4inira alat, za razliku od

o!rade rezanjem gdje metode de4inira, prije svega, kinematika,

odnosno stroj.

% odnosu na druge metode o!rade, o!rada plastinom de4ormacijom

ima niz prednosti2

0Jednostavna kinematika o!radnih sistema. Jednim hodom izvr)nog

organa stroja mogu se o!likovati slo+ena prostorna tijela

0(ijelovi, poslije o!rade plastinim de4ormiranjem imaju po!olj)ana

mehanika svojstva

0ostoje do!re mogunosti mehanizacije i automatizacije procesa

05tupanj iskori)tenja materijala ja vrlo visok, i dr.

ali i odre-ene nedostatke2

3
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Extrusion.JPG


4/24

0*konominost primjene samo u serijskoj i masovnoj proizvodnji

0otre!a za vrlo velikim de4ormacijskim silama tj. , te)ke i ro!usne

ma)ine

06elativno skupi alati,i dr.

lastino de4ormiranje je vrlo slo+en proces, a pojavljuje se kao

posljedica prinudnog trajnog pomicanja grupe atoma u kristalima

metala. snovni mehanizam plastinog de4ormiranja sastoji se u

klizanju u ravninama kristalne re)etke. 6avnine klizanja se poklapaju

sa mjestima gdje postoje linearni de4ekti kristalne re)etke, koji se

nazivaju dislokacijasl.#.1./

sl.2.1. Pomicanje dislokacije kristalne reetke pri plastinom

deformiranju

Teorija o!rade metala plastinim de4ormiranjem pretpostavlja sljedeasvojstva vrstih tijela2

0neprekidnost, tj. odre-ena supstanca ravnomjerno i neprekidno

ispunjava cijelu zapreminu

0homogenost, tj. tijelo u svim tokama ima ista mehanika svojstva i

kemijski sastav

0izotropnost, tj. svojstva tijela u svim pravcima su ista

0 tijelo u o!lasti plastinog de4ormiranja ne mijenja zapreminu.

snovne metode o!rade metala plastinom de4ormacijom su2

sa!ijanje, izvlaenje, istiskivanje, savijanje, plastino de4ormiranje sa

odvajanjem.

4


5/24

sl.2.2. Povijest oblikovanja deformiranjem

2.1. Fizikalne osnove oblikovanja deformiranjem

roces de4ormiranja uvijek je izazvan sminom komponentom

djelujueg naprezanja plastina je de4ormacija proces klizanja

sl.2.3. Dislokacije

5


6/24

sl.2.4. Plastina deformacija kao posljedica gibanja dislokacija kroz

kristalnu

reetku

romjene mehanikih svojstava uslijed de4ormacije u hladnom stanju

oveanje vrstoe

oveanje tvrdoe

oveanje 6$,#

oveanje 6e

5manjenje istezljivosti 5manjenje kontrakcije

5manjenje udarne +ilavosti

5manjenje elektrine vodljivosti

5manjenje antikorozivnosti

6


7/24

'nizotropija

sl.2.5. Hladna plastina deformacija polikristalnog tijela i promjene u

materijalu uslijed hladne deformacije

sl.2.6. Podruja deformacija

7


8/24

sl.2.. Materijali s dobrim svojstvima oblikovanja

2.2. !trojni alati

% o!radi plastinim de4ormiranjem, metoda o!rade je, prije svega,

de4inirana alatom. ato u ovom sluaju ne postoji tako stroga podjela

strojeva prema metodama o!rade, kao kod strojeva alata za o!radu

rezanjem. 3e-utim, naje)e primjenjivane su2 ekii, pre)e, strojevi

za savijanje, strojevi za odsijecanje, strojevi za pro!ijanje...

snovne karakteristike alatnih strojeva su2

0relativno jednostavan kinematiki sistem

0znatna masa strojeva z!og velikih de4ormacijskih sila

0relativno jednostavno upravljanje

0relativno je jednostavno ostvariti mehanizaciju i automatizaciju

rukovanja materijalom

8


9/24

0potre!a za pouzdanim sistemima za sigurno rukovanje od strane

proizvodnih radnika

'lati za o!radu plastinom de4ormacijom predstavljaju dio o!radnog

sistema za o!likovanje. ni direktno de4iniraju samu metodu o!rade. %

o!radi plastinom de4ormacijom svaki alat je specijalan, jer su njegovi

radni organi prilago-eni o!liku dijela. Generalno gledano ovakvi alati

su relativno vrlo skupi, pa su ekonomini samo u primjeni u serijskoj

proizvodnji. 8eki od njih su2 alati za kovanje, alati za istiskivanje, alati

za o!radu lima...

3. Klasifikacija postupaka oblikovanjadeformiranjem

9


10/24

4. "roces obrade metala istiskivanjem

!rada istiskivanjem podrazumijeva da se materijal u o!liku valjka,

koluta i sl. istiskuje u otvorenom kalupu pod djelovanjem istiskivaa

10


11/24

o!likujui se u izradak +eljenog o!lika. 8aje)e se vr)i istiskivanje

rotacionih dijelova i to uglavnom u hladnom stanju. stiskivanjem se

izra-uju dijelovi manjih mjera, pose!no tanjih zidova.

snovne karakteristike istiskivanja su2

0visoka tonost mjera i visoka kvaliteta povr)ina

0po!olj)ana mehanika svojstva materijala poslije istiskivanja

0visoka proizvodnost

% zavisnosti od smjera kretanja istiskivaa i materijala koji se istiskuje

postoji2

0protusmjerno

0istosmjerno

0kom!inirano istiskivanje

ripremak se pod djelovanjem de4ormacijske sile, koja se vr)i

istiskivaem,plastino

de4ormira. 5mjer kretanja de4ormiranog materijala,koji ispunjava

prostor izme-u kalupa i istiskivaa, je suprotan smjeru kretanjaistiskivaasl.&.1. a/. o zavr)etku procesa, djeluje iz!aciva koji vr)i

iz!acivanje o!ratka iz alata.

:od istosmjernog istiskivanja, smjer kretanja istiskivaa i de4ormiranog

materijala je istisl.&.1. !/.

sl.4.1. Istiskivanje a)protusmjerno b)istosmjerno

11


12/24

a izradu slo+enijih dijelova koristi se kom!inirano istiskivanje, gdje se

u procesu

istiskivanja jedan dio materijala kree u istom,a jedan dio u suprotnom

u odnosu na

smjer kretanja istiskivaasl.&.#./.

sl.4.2. Primjeri kombiniranog istiskivanja

#oplo istiskivanje

Toplo istiskivanje se vr)i na povi)enoj temperaturi da !i se sprijeilo

otvrdnjenje materijala i da !i ga lak)e gurali kroz matricu. ;eina

tople ekstruzije se o!avlja na horizontalnim hidraulinim pre)ama ije

se mase kreu od # 7$$ 3a, stoga je potre!no podmazivanje,

uljem ili gra4itom za ni+e temperature ekstruzije, staklenom pra)inom

za vi)e temperature. 8ajvei nedostatak ovog procesa je njegov tro)ak

za strojeve i odr+avanje.

roces ekstruzije je openito ekonomian pri proizvodnji izme-u

nekoliko kilograma kg/ i mnoge tona, ovisno o materijalu.

$ladno istiskivanje

?ladno istiskivanje se vr)i na so!noj temperaturi ili !lizu so!ne

temperature. rednosti hladnog istiskivanja nad toplim su2 nedostatak

oksidacije, vea vrstoa, !li+e tolerancije, do!re povr)ine, i !rze

!rzine ekstruzije.

12


13/24

3aterijali koji su o!ino hladno ekstrudirani su2 olovo, kositar, aluminij,

!akar, cirkonij, titan, moli!den, !erilij, vanadij, nio!ij, i elik.

rimjeri proizvoda proizvedenih od strane ovog procesa su2 sklopive

cijevi, aparat za ga)enje po+ara, automo!ilski klipovi i dr.

lastino teenje metala u hladnom stanju je potpuno analogno

protjecanju viskozne tekuine i podlije+e zakonima hidromehanike, to

jest, metal kao i protjecanje u dijelovima gdje se mijenjaju popreni

presjeci nailazi na vei, ii manji otpor. 8a taj nain se u jednom

radnom hodu tiskaa pre)e u jednoj operaciji/, sa pravilno

konstruiranim alatom mogu izraditi dijelovi za koje !i, kod prerade

tehnologijom du!okog izvlaenja tre!alo vi)e radnih operacija.

% poetnim 4azama razvoja procesa istiskivanja prera-ivali su se samo

mek)i metali, a zatim je usvojena proizvodnja cinka, aluminija i nekih

aluminijskih legura. 8ajjednostavnija shema alata za preradu ovih

materijala je prikazana na sl.&.=. a. oluproizvod platina @/ se umee u

kalup za pre)anje # i centrira prstenom &. od pritiskom, kojim tiska 1

djeluje na platinu materijal se istiskuje u prostor izme-u prstena i

tiskaa. ravac istiskivanja materijala sm/ je suprotan pravcu kretanjatiskaa st/. ato je ovaj postupak oznaen kao protusmjerni. avisno

od o!lika platine i radnih dijelova alata mogu se proizvoditi posude

rotaciono simetrinog o!lika, elipsastog ii !ilo kojeg presjeka. vaj

postupak je !io poznat u Arancuskoj 1""@. godine i primjenjivao se u

proizvodnji ahura i cijevi.

8eke legure cinka i aluminija koje se ne mogu o!ra-ivati u hladnom

stanju se prije prerade zagrijavaju do temperature ne)to ni+e od

temperature rekristalizacije nepotpuna hladna de4ormacija/.

agrijavanjem se poveava mogunost preo!likovanja, a speci4ini

de4ormacijski otpor se smanjuje.

13


14/24

:asnije se razvio i postupak protusmjernog istiskivanja elika sl.&.=.

!/. :od pre)anja elika u hladnom stanju, dolazi do velikih radnih

pritisaka na kontaktnim povr)inama komada i alata 1 $$ 07 # $,1.

sl.4.3.Principi izrade komada raznim metodama istiskivanjem

14


15/24

5. "odjela post%paka istiskivanja

6azlikuju se tri postupka prerade i to 2

1.rotusmjerno istiskivanje

2.stosmjerno istiskivanje

3.:om!inirano istiskivanje

5.1. "rot%smjerno istiskivanje

rotusmjerno istiskivanje se primjenjuje za izradu posuda kod kojih je2

a/

(e!ljina zida posude mala u odnosu na tiska. !og toga i poetni

o!lik materijala ima malu de!ljinu u odnosu na tiska. o zavr)enoj

operaciji komad se zadr+ava na tiskau pa se skida skidaem. vakvi

dijelovi se gotovo iskljuivo prera-uju u hladnom stanju.

!/

15


16/24

(e!ljina zida je razmjerna tiskau i znatno vea nego u prethodnom

sluaju. oetni o!lik materijala je gredica sa de!ljinom jednakom ili

ne)to manjom od tiskaa. Gotov komad se zadr+ava u kalupu za

pre)anje pa se z!og toga iz!ija iz!ijaem. vaj proces se esto

oznaava i kao u!adanje, a u stvari predstavlja jednu kovaku

operaciju koja se naje)e vr)i na hidraulikim pre)ama. vakvi dijelovi

manjih dimenzija se o!raduju u hladnom stanju, a komade veih

dimenzija tre!a zagrijati do temperature kovanja.

5.2. &stosmjerno istiskivanje

:od pre)anja istosmjernim istiskivanjem smjer kretanja tiskaa st/ je

istovjetan smjeru istiskivanja.

5 o!zirom na o!lik o!ratka razlikuju se dvije metode2

a/

stosmjerno istiskivanje punih pro4ila. Gredica se umee u kalup za

pre)anje i pod pritiskom tiskaa istiskuje kroz otvor u kalupu, a nakon

zavr)ene operacije gotov komad se iz!ija iz!ijaem. vim nainom

o!rade se mogu mijenjati i o!lici poprenog presjeka. Tako se npr. iz

gredice okruglog presjeka mo+e istiskivanjem izraditi svornjak sa

okruglom glavom i etvrtastim sta!lom sl.


17/24

stosmjerno istiskivanje posuda sl.


18/24

sl.5.1. ablicabr. 1.

6. (lati za istiskivanje

&stiskivanje ili ekstr%zijaje pre)anje materijala kroz otvor u matrici

radi smanjenja poprenog presjeka ili promjene njegova o!lika [email protected]./.

od pritiskom +iga materijal se potpuno ili djelomino istiskuje kroz

otvor u matrici. roizvode se puni i )uplji pro4ili, trake i cijevi od lakih i

o!ojenih metala sl.@.=. i @.&./ te elini pro4ili za pose!ne svrhe.

stiskivanje mo+e !iti u hladnom i vruem stanju za materijale vee

vrstoe temperatura gnjeenja/.

18


19/24

sl.6.1. !lat za istiskivanje punog profila

'lat za istiskivanje sastoji se od +iga, matrice, prihvatne ili tlane

komore te trna za izradu )upljih pro4ila.

sl.6.2. "zdu#ni presjek matrice za istiskivanje

opreni presjek otvora matrice odgovara o!liku proizvoda. %

uzdu+nom presjeku matrica se sastoji od ulaznog dijela s radijusom 10 !rada metala plastinom

de4ormacijom

G:6 5;J*TF5T > %6 ';( ' %B*8:*,

5'6'J*;

2. http2en.Hikipedia.orgHiki*Itrusion

24

Documents

obrada plastičnom deformacijom.istiskivanje