16
Precizno kovanje 1. Definicije, opšte karakteristike i prednosti Precizno kovanje ne predstavlja novi vid proizvodnog procesa već unapređenje procesa konvencionalnog kovanja. Cilj ovog postupka je dobijanje delova koji su odmah spremni za ugradnju (netshape) ili delova koji zahtevaju minimalnu naknadnu mašinsku obradu pre ugradnje (near netshape). Sam pojam netshape podrazumeva da ne postoji potreba za završnom mašinskom obradom proizvedenih delova. Nakon netshape preciznog kovanja ne zahteva se dodatna obrada ni jedne površine otkovka, mada se u slučaju izrade određenih otvora, navoja ili sličnih detalja uvodi dodatna (druga) operacija. Prilikom near netshape preciznog kovanja na pojedinim površinama otkovka je potrebno izvršiti minimalne korekcije nekom od metoda mašinske obrade. Prema tome, precizno kovanje se može definisati na sledeći način: „Precizno kovanje predstavlja proces proizvodnje kojim se izrađuju delovi spremni za dalju eksploataciju. Nakon operacije preciznog kovanja nije potrebno raditi završnu mašinsku obradu ili je potrebna minimalna mašinska obrada[Fluß, literatura 12 i 13].“ Slika 1 – Razlika između konvencionalnog i preciznog kovanja Vazquez V., Altan T.: Die design for flashless forging of complex parts, Journal of Materials Processing Technology 98 (2000), pp. 81 – 89 Na slici 1 dat je prikaz razlike između konvencionalnog i netshape preciznog kovanja istog dela. Nakon konvencionalnog kovanja (slika 1a) neophodna je mašinska obrada odsecanja srha. U slučaju preciznog kovanja (slika 1b) dobija se gotov deo koji ne sadrži srh. Takođe, kod preciznog kovanja se teži smanjenu ili potpunom uklanjanju kovačkih nagiba. Near netshape precizno kovanje je prikazano na slici 2. Na ovoj slici je prikazano kostruktivno rešenje alata za precizno kovanje na kom su predviđeni odgovarajući magacini u koje materijal teče nakon što popuni celokupnu šupljinu alata. Nakon ovog postupka, potrebna je minimalna dodatna mašinska obrada.

Precizno kovanje - skripta - Proizvodno maš · PDF fileNa slici 7 je prikazan proces kovanja jedne klipnjače od kraja procesa ka ... Tačan proračun temparaturnih gradijenata u

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Precizno kovanje - skripta - Proizvodno maš · PDF fileNa slici 7 je prikazan proces kovanja jedne klipnjače od kraja procesa ka ... Tačan proračun temparaturnih gradijenata u

Preciznokovanje 

1.Definicije,opštekarakteristikeiprednosti 

Precizno  kovanje  ne  predstavlja  novi  vid  proizvodnog  procesa  već  unapređenje  procesa 

konvencionalnog kovanja. Cilj ovog postupka je dobijanje delova koji su odmah spremni za ugradnju 

(net‐shape)  ili delova koji zahtevaju minimalnu naknadnu mašinsku obradu pre ugradnje (near net‐

shape). 

Sam pojam net‐shape podrazumeva da ne postoji potreba za završnom mašinskom obradom 

proizvedenih  delova. Nakon  net‐shape  preciznog  kovanja  ne  zahteva  se  dodatna  obrada ni  jedne 

površine otkovka, mada se u slučaju izrade određenih otvora, navoja ili sličnih detalja uvodi dodatna 

(druga) operacija. Prilikom near net‐shape preciznog kovanja na pojedinim površinama otkovka  je 

potrebno  izvršiti minimalne  korekcije nekom od metoda mašinske obrade. Prema  tome, precizno 

kovanje se može definisati na sledeći način: 

„Precizno  kovanje  predstavlja  proces  proizvodnje  kojim  se  izrađuju  delovi  spremni  za  dalju 

eksploataciju. Nakon operacije preciznog kovanja nije potrebno raditi završnu mašinsku obradu ili je 

potrebna minimalna mašinska obrada[Fluß, literatura 12 i 13].“ 

 

Slika 1 – Razlika između konvencionalnog i preciznog kovanja Vazquez V., Altan T.: Die design for 

flashless forging of complex parts, Journal of Materials Processing Technology 98 (2000), pp. 81 – 89 

Na  slici  1 dat  je prikaz  razlike  između  konvencionalnog  i  net‐shape preciznog  kovanja  istog 

dela. Nakon konvencionalnog kovanja  (slika 1a) neophodna  je mašinska obrada odsecanja  srha. U 

slučaju preciznog kovanja  (slika 1b) dobija  se gotov deo koji ne  sadrži  srh. Takođe, kod preciznog 

kovanja se teži smanjenu ili potpunom uklanjanju kovačkih nagiba. 

Near net‐shape precizno kovanje je prikazano na slici 2. Na ovoj slici je prikazano kostruktivno 

rešenje alata za precizno kovanje na kom su predviđeni odgovarajući magacini u koje materijal teče 

nakon što popuni celokupnu šupljinu alata. Nakon ovog postupka, potrebna  je minimalna dodatna 

mašinska obrada. 

Page 2: Precizno kovanje - skripta - Proizvodno maš · PDF fileNa slici 7 je prikazan proces kovanja jedne klipnjače od kraja procesa ka ... Tačan proračun temparaturnih gradijenata u

Zb

kod kon

Glavna p

za  nakn

mašinsk

utrošeno

materija

strugotin

Te

proizvod

Studija k

od 20% 

ulogu da

se on m

Jo

osobine 

mašinsk

Ko

smanje i

bog poteško

vencionalno

prednost pos

nadnu  mašin

ke  obrade,  v

og za  izradu

ala ne uključ

ne. 

ežina  otkovk

da  koji  se  d

koju je sprov

do 40% teži

a omogući p

inimizira (ne

oš  jedna  pre

 otkovka bo

ke obrade.  

od preciznog

ili u potpuno

Slika 2

ća u dostiza

og kovanja pr

stupka preci

nsku  obradu

već  i  troškov

u otkovka  če

uje samo na

ka  kod  konv

obija  nakon 

vela kovačka

ne konvenci

potpuno pop

ear net‐shape

ednost  prec

lje jer nema

g kovanja pri

osti uklone. 

2 – Prikaz ne

nju uskih tol

rojektovani s

znog kovanj

u.  Ovi  troško

ve  viška mat

sto prelazi  i 

abavnu cenu 

vencionalnog

završne ma

 asocijacija (

ionalnog otk

unjavanje ka

e) ili u potpu

ciznog  kovan

 promene m

ilikom projek

ear net‐shape

lerancija i za

sa veoma ve

ja je potpuna

ovi  uključuj

terijala  koji 

 polovinu uk

 materijala, 

g  kovanja  č

ašinske  obra

(Forging Indu

kovka zaprav

alupne šuplj

nosti elimini

nja  u  odnos

mikrostruktur

ktovanja sam

e preciznog k

dovoljavajuć

likim dodatk

a eliminacija

u  ne  samo 

se  gubi  u  v

kupne cene 

već i trošak 

često  biva  i 

ade.  Većina 

ustry Associa

vo srh. Kod k

ine, dok se k

iše (net‐shap

su  na  konve

re u površins

me tehnologi

kovanja, Flus

ćeg kvaliteta

kom za obrad

a ili smanjiva

trošak  radn

vidu  strugoti

gotovog pro

vezan za tra

duplo  veća

viška mater

ation) procen

konvencional

kod precizno

pe).  

encionalno  j

skom delu o

ije nastoji se

 

a površine, o

du (nekad i d

anje troškova

ne  snage  i 

ine.  Cena m

oizvoda. Troš

ansport i skla

a  od  težine 

rijala  predsta

njuje da je u

lnog kovanja

og kovanja n

je  da  su  m

otkovka nasta

e da se kovač

tkovci su 

do 3mm). 

a vezanih 

troškove 

materijala 

šak viška 

adištenje 

gotovog 

avlja  srh. 

 proseku 

a srh ima 

nastoji da 

ehaničke 

ale usled 

čki nagibi 

Page 3: Precizno kovanje - skripta - Proizvodno maš · PDF fileNa slici 7 je prikazan proces kovanja jedne klipnjače od kraja procesa ka ... Tačan proračun temparaturnih gradijenata u

N

kovanje,

 

Slika 4 – Tr

a slici 5 je pr

, hlađenje i n

enutno stanj

izr

Slika 5 ‐ Prim

rikazana proi

na kraju final

je tehnologij

ade i komple

mer proizvod

izvodni postu

lni komad).

je hladnog d

eksnosti geo

dnog procesa

upak precizn

eformisanja 

metrije, Dra

a jednog zup

nog kovanja (

metala sa st

her 

čanika, Neue

(odsecanje, p

tanovišta kva

ebauer 

predgrevanje

 

aliteta 

 

e, 

Page 4: Precizno kovanje - skripta - Proizvodno maš · PDF fileNa slici 7 je prikazan proces kovanja jedne klipnjače od kraja procesa ka ... Tačan proračun temparaturnih gradijenata u

N

Pr

grupe fiz

1.

Pr

Uklanjan

prouzro

kovačkim

‐ s

‐ č

njegovo

‐ p

a slici 6 prika

.Primena

recizno kova

zičkih i ekon

. Fizički uslov

rimarni  uslo

njem kovačk

kuju velike  s

m nagibima. 

sila izbacivač

čvrstoća otk

g deformisa

prihvatljivo h

azani su prim

Slika 6

aprecizno

anje je pogod

omskih uslov

vi 

v  je  da  je m

kih nagiba po

sile  trenja. D

Kovačke nag

ča dovoljno v

ovka na tem

nja 

habanje alata

meri delova d

6 – Primeri d

ogkovanj

dna i isplativ

va:  

moguće  lako

ovršine paral

Da bi  se  te  s

gibe je mogu

velika da om

mparaturi pro

a i otkovka n

dobijeni prec

delova dobije

 

ja

a opcija u slu

o  izbacivanje

elne sa prav

sile  smanjile

uće u potpun

ogući nesme

ocesa priliko

nastalog usle

ciznim kovan

enih precizni

učajevima ka

e  otkovka  iz 

vcem kretanj

 potrebno  je

nosti izbeći u

etano izbaciv

m izbacivanj

ed povećanog

jem. 

m kovanjem

ada su zadov

alata  nakon

a alata prilik

e projektova

koliko je: 

vanje otkovk

ja dovoljno v

g trenja. 

 

voljene odgo

n  završetka 

kom vađenja

ati otkovke  s

ka iz alata 

velika da ne 

ovarajuće 

procesa. 

a otkovka 

sa malim 

dođe do 

Page 5: Precizno kovanje - skripta - Proizvodno maš · PDF fileNa slici 7 je prikazan proces kovanja jedne klipnjače od kraja procesa ka ... Tačan proračun temparaturnih gradijenata u

Sam tok materijala u toku kovanja takođe limitira mogućnosti primene preciznog kovanja. Npr. 

u pojedinim slučajevima materijal ne može da popuni oštre  ivice tanke gravure. Usled nepovoljnog 

toka materijala mogu se pojaviti visoke sile deformisanja koje dovode do razaranja radnog komada i 

alata.  Hlađenje  radnog  komada  usled  kontakta  sa  alatima  smanjuje mogućnost  toka materijala. 

Jedno od rešenja je zagrevanje alata. 

Tečenje materijala je moguće poboljšati ukoliko se finalni otkovak dobija u više faza kovanja, slika 7. 

Na slici 7  je prikazan proces kovanja  jedne klipnjače od kraja procesa ka početku. Dizajn pripremka  

se vrši na osnovu geometrije otkovka.   Sa slike se može videti da se  finalni deo ne dobija samo  iz 

jedne  operacije  preciznog  kovanja.  Prvenstveno  se  radi  kovanje  na  „pred  oblik“  a  potom  se  radi 

finalno precizno kovanje  i dobija se gotov deo. Kod pojedinih postupaka preciznog kovanja moguće 

je finalni deo dobiti tek nakon više faza. 

2. Ekonomski uslovi  

Ako  se  posmatraju  troškovi  samog  procesa  kovanja,  precizno  kovanje  je  skuplje  od 

konvencionalnog kovanja. Razlog  tome  je veliki broj  faktora koji  se kod preciznog kovanja moraju 

uzeti u obzir. Neki od tih faktora se ne uzimaju u obzir kod konvencionalnog kovanja.  

Veći troškovi usled preciznog kovanja biće poništeni zbog ušteda usled nedostatka potrebe za 

naknadnom  mašinskom  obradom.  Međutim,  ukoliko  je  potrebno  proizvesti  mali  broj  otkovaka, 

uštede u materijalu, završnoj obradi, itd. nisu dovoljne.  

Precizno kovanje je naročito isplativo u slučajevima izrade delova sa kompleksnim površinama 

koje  se  teško  obrađuju  nekom  od metoda  skidanja  strugotine.  Prema  tome,  precizno  kovanje  se 

može koristi za izradu komplikovanih delova kao što su zupčanici i delovi slični njima.  

Preciznim  kovanjem  je  moguće  postići  tolerancije  u  intervalu  od  ±0,25mm.  U  pojedinim 

slučajevima moguće  je  ostvariti  i  uže  tolerancije.  Ekonomski  uslovi  su  vrlo  bitan  faktor  prilikom 

izbora između konvencionalnog i preciznog kovanja. 

 

3.Konstrukcijaalataiotkovkazaobradupreciznimkovanjem 

Konstrukcija alata 

Prilikom  konstrukcije  alata  mora  se  voditi  računa  o  svim  faktorima  koji  utiču  na  tačnost 

procesa.  Tolerancije  usled  termalnog  širenja  alata  moraju  biti  uzete  u  obzir.  Kod  konstrukcije 

pripremka,  takođe  se mora voditi  računa o  termalnom  širenju. Ove  tolerancije obično  iznose  stoti 

deo milimetra.  

Elastična  izvijanja alata  i opreme za precizno kovanje koja  se  javljaju u  toku procesa  takođe 

utiču  na mogućnost  ostvarivanja  zadatih  tolerancija. U mnogim  slučajevima,  elastična  izvijanja  su 

mala i mogu biti zanemarena.  Elastične deformacije radnog komada nakon rasterećenja   su obično 

male i zanemarive. 

Page 6: Precizno kovanje - skripta - Proizvodno maš · PDF fileNa slici 7 je prikazan proces kovanja jedne klipnjače od kraja procesa ka ... Tačan proračun temparaturnih gradijenata u

Slika 9 i slika 1

S

Slik

10 prikazuju 

Slika 10 ‐ Kon

ka 9 – Alat za

primer konc

ncept alata za

a precizno ko

cepta alata za

a precizno ko

ovanje zupča

a preciznog k

ovanje zupča

anika, Flus 

kovanja. 

astog elemen

 

 

nta, Flus 

Page 7: Precizno kovanje - skripta - Proizvodno maš · PDF fileNa slici 7 je prikazan proces kovanja jedne klipnjače od kraja procesa ka ... Tačan proračun temparaturnih gradijenata u

Na  slici 

Naime, k

koji  se 

konstruk

povećan

određen

Ko

G

šupljine 

sredstva

Najčešće

lubrikan

lubrikan

Ka

precizno

Slik

11  je prikaz

kod konvenc

kreće  do 

kcionim  reše

nju sile kova

nu vrednost 

onstrukcija o

abaritne dim

za debljinu s

a za podmaz

e  je  ovaj  s

nta se nanose

nta može da p

ao što  je ran

og  kovanja. 

ka 11 – Prime

zano poređe

cionalnog ko

kraja  proce

enjem omog

nja u toku p

na početku p

otkovka 

menzije otkov

sloja sredstv

zivanje nije k

loj  tanak  i 

e kada je pot

predstavlja p

nije napome

Konstrukcija

er konstrukci

nje konvenc

vanja, alat je

sa  veća  ne

gućeno da  ta

rocesa konv

procesa i pot

vka nakon pr

va za podmaz

konstantna v

može  se  za

trebna zaštit

problem pri p

nuto, sam to

a  alata  mor

ije alata kod 

 

cionalnog  i p

e konstruisan

ego  što  je 

a  kontaktna 

vencionalnog

tom ostaje k

rocesa će bit

zivanje nane

veličina u tok

anemariti  p

ta od preveli

preciznom k

ok materijala

ra  da  omog

konvencialn

preciznog ko

n tako da je 

slučaj  kod 

površina bu

g kovanja. Ko

onstantna…

ti manje neg

ešenog na rad

ku procesa; 

rilikom  kons

ke oksidacije

ovanju. 

a  ima veoma

ući  odgovar

nog i precizno

vanja  sa  sta

kontaktna po

preciznog  k

ude manja. 

od preciznog

o u odnosu n

dnu površinu

ona se sman

strukcije  otk

e radnog kom

a veliki utica

rajući  tok  m

 

og kovanja 

anovišta  sile 

ovršina gorn

kovanja  kod

To  rezultira 

g kovanja sila

na dimenzije

u alata. Debl

njuje usled s

kovka.  Debl

mada. Nagom

aj na tačnost

materijala  ka

kovanja. 

njeg alata 

d  kog  je 

stalnom 

a dostiže 

e kalupne 

jina sloja 

sabijanja. 

ji  slojevi 

milavanje 

t procesa 

ko  bi  se 

Page 8: Precizno kovanje - skripta - Proizvodno maš · PDF fileNa slici 7 je prikazan proces kovanja jedne klipnjače od kraja procesa ka ... Tačan proračun temparaturnih gradijenata u

popunile sve konture gravure  i dobio zahtevani kvalitet površine. Brzina hlađenja takođe mora biti 

uzeta u obzir, jer ona utiče na tečenje materijala. 

Da bi se procenila  isplativost preciznog kovanja sila kovanja  i defromabilnost radnog komada 

moraju  se  uzeti  u  obzir.  Kao  što  je  napomenuto,  proračun  sile  kovanja  je  neophodan  za 

izračunavanje  elastičnih  deformacija u  alatu  i pratećoj opremi.  Prevelike  sile  kovanja prouzrokuju 

preranu havariju na alatu, bilo kroz povećano trenje i habanje ili preopterećenje mašine. 

 

Slika 12 ‐ Modifikacija konstrukcije dela za izradu preciznim kovanjm: a) varijanta dobijena 

skidanjem strugotine, b) varijanta dobijena preciznim kovanjem. 

 

Deformabilnost materijala radnog komada 

Deformabilnost  materijala  je  sposobnost  materijala  da  se  plastično  defromiše  bez  pojave 

pukotina  ili  bilo  kakvog  oštećenja mikrostrukture.  Deformabilnost materijala  je  bitniji  faktor  kod 

preciznog nego kod konvencionalnog kovanja jer se za obezbeđivanje veće tačnosti radnog komada 

zahtevaju veće plastične deformacije. Vrednosti plastičnih deformacija mogu biti veoma velike samo 

u pojedinim zonama. Šta više, deformabilnost materijala tokom preciznog kovanja se može smanjiti 

ukoliko  se  smanji  temparatura  kovanja  kako  bi  se  postigla  veća  tačnost  obrade  (osim  u  slučaju 

materijala kod kojih se deformabilnost povećava usled smanjenja temperature). 

U  praksi  je  uzimanje  u  obzir  svih  ovih  faktora  izuzetno  komplikovano,  naročito  za  otkovke 

složene geometrije. Tačan proračun temparaturnih gradijenata u radnom komadu  i alatu zahtevaju 

dobro poznavanje oblasti prenosa  toplote. Za proračun elastičnih  izvijanja neophodno  je  znanje  iz 

oblasti otpornosti materijala. 

 

 

Page 9: Precizno kovanje - skripta - Proizvodno maš · PDF fileNa slici 7 je prikazan proces kovanja jedne klipnjače od kraja procesa ka ... Tačan proračun temparaturnih gradijenata u

N

N

kako bi 

proraču

precizni

To

tačnost 

tempera

Ta

Pr

uže od t

znatno š

toleranc

N

izbegle 

komplik

N

EDM  po

maksima

trajanja 

umerički mo

umerički mo

se obezbedi

nati  zaprem

m kovanjem

4.Kontrola

okom  proce

alata,  tačno

atura alata.  

ačnost alata 

roces preciz

toleranija ala

šire.  Iz tog ra

cija otkovka. 

akon  izrade 

moguće  gr

ovanosti gra

a samu tačn

ostupkom,  m

alnu tačnost

toku  proce

alata za pre

odel precizno

odel  precizn

la odgovaraj

mina  priprem

 i simulacijo

Slika 11 – P

aprocesa

sa  preciznog

ost  pozicion

nog kovanja

ata, već će u

azloga, toler

 

alata  za pre

reške  u  sam

avure. Za pro

ost izrade al

mora  se  vod

t koja može d

esa  tačnost  a

ecizno kovanj

og kovanja

og  kovanja 

juća analiza 

mka.  Slika 

m. 

rikaz dela do

a

g  kovanja  n

iranja,  tačn

  zahteva pre

u najvećem b

rancije alata 

ecizno kovan

mom  proces

overu tačnost

lata utiče vrs

diti  računa  o

da se obezbe

alata  će  se 

je. Čak i mal

je  baziran  n

procesa. Pri

11  predsta

obijenog pre

 

neophodno  j

ost  priprem

ecizno  izrađ

broju slučaje

se postavlja

nje, neopho

su  kovanja. 

ti izrade alat

sta procesa k

o  izradi  sam

edi ovom teh

smanjivati  z

lo habanje a

na metodi  k

menom num

vlja  upored

ciznim kovan

je  voditi  rač

mka,  podmaz

ene alate. T

eva biti zbog

aju da budu 

dna  je njego

Komplikova

ta koriste se 

kojim se alat

me  elektrode

hnologijom. 

zbog  habanj

lata može iz

onačnih  ele

meričkog mo

ni  prikaz  z

njem i simula

čuna  o  nizu 

zivanje,  tem

Tolerancije o

g mnogobroj

1/10 do 1/3

ova detaljna

anost  kontr

koordinatne

ta izrađuje. U

e  za  potrebe

a.  Habanje 

azvati velika

emenata  i  ra

odela može s

zupčanika  d

 

acijom 

faktora,  ka

peratura  pr

otkovka ne m

jnih uticajnih

3 veće od za

 provera, ka

role  alata  z

e merne maš

U slučaju izra

e  procesa, 

znatno  utiče

a odstupanja

azvijen  je 

se tačnije 

obijenog 

o  što  su 

ipremka, 

mogu biti 

h faktora 

htevanih 

ako bi  se 

zavisi  od 

ine. 

ade alata 

kao  i  na 

e  na  vek 

a otkovka 

Page 10: Precizno kovanje - skripta - Proizvodno maš · PDF fileNa slici 7 je prikazan proces kovanja jedne klipnjače od kraja procesa ka ... Tačan proračun temparaturnih gradijenata u

od zadatih dimenzija, odnosno tolerancija. Cena zamene ili reparacije alata treba da se uzme u obzir 

prilikom analize ekonomske opravdanosti ove tehnologije. 

Tačnost pozicioniranja 

Uticaj  tačnosti  poziciranja  alata  na  mašini  je  od  krucialnog  značaja  za  proces  preciznog 

kovanja. Pomoćni elementi koji se koriste za pričvršćavanje alata na noseći sto mašine su posebno 

dizajnirani kako bi obezbedili pravilno pozicioniranje.  

Tačnost pripremka 

U slučaju preciznog kovanja jednopozicionim alatima pripremak se dobija odsecanjem iz šipke 

odgovarajućeg  poprečnog  preseka.  Kod  preciznog  kovanja  višepozicionim  alatima  pripremak  se 

dobija kao rezultat prethodnih operacija kovanja.  U oba slučaja, tačnost pripremka je od krucijalnog 

značaja za tačnost finalnog dela. 

Kod procesa preciznog kovanja zapremina pripremka ima ključnu ulogu. Ukoliko je geometrija 

otkovka komplikovana, geometrija pripremka mora biti odabrana tako da se obezbedi adekvatan tok 

materijala tokom kovanja. Stoga, precizno kovanje zahteva preciznu pripremu pripremka.  

Pripremak za precizno kovanje se dobija odsecanjem iz šipke odgovarajućeg prečnika, s tim da 

se mora  voditi  računa  o  zapremini  pripremka.  U  tom  slučaju,  tolerancije  poprečnog  preseka  su 

diktirane metodom obrade kojom je šipka dobijena, dok su dužinske tolerancije zavisne od mašine za 

odsecanje. U pojedinim  slučajevima, ovakvim pristupom  se ne mogu dobiti  zahtevane  tolerancije 

pripremka.  Tada  se  pribegava  naknadnoj  mašinskoj  obradi  samog  pripremka,  što  dodatno 

poskupljuje sam proces. Jedno od rešenja jeste da se pripremci odsecaju iz hladno vučene šipke. 

Zapremina  pripremka  se  može  kontrolisati  i  merenjem  težine  čime  se  mogu  odstraniti 

pripremci  koji  ispadaju  iz  odgovarajućeg  opsega.  Površinski  kvalitet  pripremka  ima  takođe  bitan 

uticaj jer od njega može zavisiti i kvalitet površine gotovog dela. 

U pojedinim slučajevima  je bitno  iskontrolisati hemijski sastav kao  i mikrostrukturu polaznog 

materijala. Ukoliko se traži da određena površina otkovka ne bude razugljenisana, vrlo je bitno da se 

poznaje tačan hemijski sastav. Takođe mikrostruktura može da utiče na samo tečenje materijala. 

Kod  preciznog  kovanja  zahteva  se  veoma  tačan  proračun  zapremine  pripremka. Ukoliko  je 

zapremina pripremka veća nego  zapremina gravure kalupa može doći do oštećenja alata. S druge 

strane, ukoliko  je zapremina pripremka manja nego zapremina gravure, u određenim  segmentima 

može doći do ne popunjenosti kalupa.  

Podmazivanje 

Od svih parametara bitnih za pravilno  izvođenje procesa preciznog kovanja, najteže  je voditi 

računa o podmazivanju.  Takođe, podmazivanje  se  klasifikuje  kao  faktor  koji  ima najveći uticaj  na 

tačno  izvođenje  procesa.  Podmazivanje  utiče  na  silu  kovanja,  procenat  popunjenosti  gravure, 

uniformnost mikrostrukture i površinski kvalitet otkovka. 

Podmazivanje može biti manuelno ili automatski. U slučaju manuelnog podmazivanja moguće 

je  dobiti  neravnomeran  kvalitet  otkovaka  u  toku  procesa.  To može  da  se  izbegne  automatskim 

Page 11: Precizno kovanje - skripta - Proizvodno maš · PDF fileNa slici 7 je prikazan proces kovanja jedne klipnjače od kraja procesa ka ... Tačan proračun temparaturnih gradijenata u

podmazivanjem. Ali  i u  slučaju automatskog podmazivanja neophodna  je  stalna  kontrola opreme.  

Sve  mlaznice  moraju  biti  čiste.  Ukoliko  je  na  sam  pripremak  nanešen  odgovarajući  premaz 

neophodno je pratiti proces kako bi se postigla odgovarajuća konzistentnost. 

Temperatura pripremka 

Temperatura pripremka je jedna od bitnih stavki prilikom preciznog kovanja. Pripremak nikada 

nema  konstantu  temparaturu  tokom  procesa,  već  se  ona  menja  u  određenim  granicama.  Kod 

procesa preciznog deformisanja taj opseg je ±10 do ±20ºC. Ovaj opseg može biti i manji u pojedinim slučajevima, ali takođe i veći.

Generalno, nije praktično niti neophodno da se meri temperaturni gradijent direktno. Kontrola temperaturnog gradijenta može da se ostvari kontrolom temperature pripremka pre samog kovanja.

Radni komad počinje da gubi toplotu odmah pri vađenju iz peći za predgrevanje. Svaka promena u brzini transporta pripremka od peći do alata utiče na temperaturu radnog komada prilikom kovanja. Kako bi se ovo izbeglo moguće je instalirati opremu za automatski transfer pripremaka.

Radni komad se dodatno hladi kada dođe u kontakt sa alatom. Taj prenos toplote je u funkciji temperature alata a koeficijent prenosa toplote se određuje u zavisnosti od korišćenog lubrikanta. Prenos toplote se naglo povećava prilikom zatvaranja alata tokom procesa kovanja. Prema tome, vreme kontakta alata i pripremka značajno utiče na brzinu hlađenja. Za određenu geometriju otkovka koji se proizvodi u određenoj seriji, trajanje procesa preciznog kovanja treba da bude konstantno.

U pojedinim slučajevima prilikom analize procesa neophodno je uzeti u obzir i zagrevanje radnog komada usled deformisanja. Veliki procenat (približno 90%) mehaničke energije u toku kovanja se pretvara u toplotu. Zbog toga temperatura radnog komada ima tendenciju da poraste. Prema tome, temperatura radnog komada tokom procesa kovanja je određena s jedne strane gubitkom toplote usled kontakta sa alatom, a sa druge strane porastom temperature usled plastičnog deformisanja.

Temperature radnog komada utiče na tačnost otkovka preko:

‐ efekta termalnog skupljanja 

‐ uticaja temperature na napon tečenja radnog komada i elastične deformacije alata i opreme 

‐ uticaja temperature na performanse sredstva za podmazivanje 

Kada  se  ustanovi  temperatura  kovanja,  moguće  je  predvideti  napon  tečenja,  a  potom  i 

odrediti silu potrebnu za kovanje. Takođe  je moguće odrediti elastične deformacije alata  i prateće 

opreme i na taj način se mogu odrediti tolerancije alata.  

Temperatura  radnog  komada  može  da  utiče  na  ponašanje  sredstva  za  podmazivanje. 

Temperatura  radnog  komada  ima  veći  uticaj  na  premaz  nanešen  na  sam  radni  komad  nego  na 

premaz nanešen na alat.  

Kontrola temperature kovanja takođe može da ima ulogu u kontrolisanju ponašanja materijala 

prilikom  deformisanja.  Količina  deformacionog  ojačavanja  i  rekristalizacije  zavisi    od  temperature 

kovanja. Takođe može doći do pojave faznih transformacija. Postizanje željene strukture materijala 

Page 12: Precizno kovanje - skripta - Proizvodno maš · PDF fileNa slici 7 je prikazan proces kovanja jedne klipnjače od kraja procesa ka ... Tačan proračun temparaturnih gradijenata u

je  veoma  bitno  ukoliko  se  želi  izbeći  naknadna  termička  obrada.  Kod  čelika  dolazi  do  faznih 

transformacija na istim ili nešto višim temperaturama kao i kod toplog kovanja.  

Na kraju, praćenje  temperature radnog komada ne završava se vađenjem otkovka  iz kalupa. 

Kontrolisano hlađenje  je u pojedinim slučajevima neophodno kako bi se  izbeglo krivljenje otkovka  i 

dobila odgovarajuća mikrostruktura. 

Temparatura alata 

Temperatura  alata  je  u  procesu  preciznog  kovanja  bitna  iz  istih  razloga  kao  i  temperatura 

radnog komada. Temperatura alata direktno utiče na  temperaturu  radnog komada preko prenosa 

toplote, koji zavisi od razlike u temperaturi alata i radnog komada. Pothlađivanje radnog komada je 

izuzetno  bitno  u  slučaju  kovanja  tankih  zapremina.  Ukoliko  je  temperatura  alata  veća  od 

temperature okoline, termalno širenje alata će uticati na finalne dimenzije otkovka. 

Temperatura  alata  takođe  utiče  i  na  ponašanje  lubrikanta.  Izbor  lubrikanta  se  bira  prema 

uskom opsegu  temparature alata. Temperatura koja  je veća  ili manja od predviđene  temperature 

uticaće na performanse lubrikanta, bilo da je on nanešen na radni komad ili na alat.  

Kao  i kod radnog komada, postoji  i pothlađivanje alata. Međutim temperatura alata nije  ista 

po  čitavoj  zapremini,  već  je  veća  sa  unutrašnje  strane  zbog  neposrednog  kontakta  sa  radnim 

komadom.  

Alati  se  obično  predgrevaju  kako  bi  temperatura  u  toku  kovanja  bila  približno  konstantna. 

Razlog  tome  je  i  činjenica  da  su mehaničke  osobine materijala  za  izradu  alata  lošije  na  sobnim 

temperaturama. Alati napravljeni od ovakvih materijala bi mogli da puknu u  toku procesa ukoliko 

nisu predgrejani.  

Druga pogodnost predgrevanja je da su uslovi obrade za svaki uzorak isti. Žilavost materijala je 

podložno uticaju promene temperature alata.  

Promena  temperature  takođe  utiče  na  zamor materijala  što može  dovesti  do  loma  alata. 

Zamor  materijala  je  moguće  izbeći  odgovarajućom  termičkom  obradom  alata  kao  i  izborom 

odgovarajućeg lubrikanta. 

 

5.Mašineiopremazapreciznokovanje 

Prvi korak u postizanju odgovarajućeg nivoa kontrole procesa preciznog kovanja  je procena 

mogućnosti i kvaliteta celokupne opreme. 

 

 

 

 

Page 13: Precizno kovanje - skripta - Proizvodno maš · PDF fileNa slici 7 je prikazan proces kovanja jedne klipnjače od kraja procesa ka ... Tačan proračun temparaturnih gradijenata u

Oprema za izradu pripremaka 

Da  bi  se  postigle  uske  tolerancije  i  visok  kvalitet  površine,  u  procesu  preciznog  kovanja 

neophodna  je  adekvatna  izrada pripremaka. Odsecanje na makazama  je najjednostavnija metoda 

razdvajanja pripremaka  zbog  svoje  velike produktivnosti  i  zbog  toga  što nema  gubitka materijala. 

Kontrola  dužine  pripremka  i  kontrola  poprečnog  preseka  polaznog materijala  prilikom  odsecanja 

makazama je veoma bitna za proces preciznog kovanja. Šipke koje se koriste za izradu pripremaka se 

najčešće izrađuju hladnim vučenjem kako bi se obezbedio adekvatan prečnik.  

Tolerancije  koje  se  mogu  ostvariti  na  savremenim  makazama  za  odsecanje  najčešće 

zadovoljavaju  zahteve  preciznog  kovanja.  Sama  priprema  (odsecanje)  na makazama može  biti  u 

potpunosti automatizovana što može pozitivno uticati na kvalitet pripremka.  

Kvalitet površine  koja  se dobija odsecanjem  igra bitnu ulogu pri preciznom  kovanju. Razlog 

tome je što nakon preciznog kovanja nema (ili ima vrlo malo) mašinske obrade, pa kvalitet površine 

pre kovanja znatno utiče na kvalitet površine nakon kovanja. Površina odsecanja bi trebala da bude 

što je moguće ravnija, bez rupica, kvrgice ili bilo kakvih vrsta pukotina. Ta površina bi takođe trebala 

da bude normalna na osu pripremka. 

Kada se precizno kovanje radi u više faza, prva faza je obično jednostavno sabijanje. Pojedina 

odstupanja u dimenzijama mogu biti na taj način prepravljena. Na ovaj način bi se zapravo uklonili 

određeni nedostaci samog pripremka koji bi kasnije mogli dovesti do pucanja alata. 

Odsecanje na makazama  je najprimenjenija metoda  izrade pripremaka. Međutim, u  slučaju 

izrade  pripremaka  velikih  dimenzija  i  pripremaka  od  teško  obradivih  materijala  moguće  je 

predgrevanje šipke kako bi se olakšao proces odsecanja. 

Polazni pripremci se takođe mogu izrađivati i sečenjem pomoću testere. Testerisanje je skuplji 

i  dugotrajniji  proces  ali  omogućuje  tačniju  kontrolu  zapremine  pripremka  kao  i  kvalitet odsečene 

površine.  Testerisanje  je  takođe  proces  koji  se  lako  prilagođava  raznim  oblicima  i  veličinama 

pripremaka pa je stoga povoljan za maloserijsku proizvodnju.  

Oprema za zagrevanje 

Predgrevanje pripremka za precizno kovanje zahteva veću kontrolu nego kod konvencionalnog 

toplog  kovanja  ukoliko  se  teži  postizanju  zahtevane  tačnosti  i  kvaliteta  površine.  Problem  koji  se 

javlja u ovom slučaju  je pojava oksidnog sloja na površini pripremka. Ova pojava se može umanjiti 

rapidnim zagrevanjem.  

Temparatura uzorka bi  trebala da bude podjednaka po  čitavoj  zapremini  kako bi  se  izbegla 

različita svojstva pripremka u različitim delovima zapremine. Nakon predgrevanja, delovi pripremka 

koji su kontaktu sa hvataljkama za prenos ili nekom drugom opremom će se hladiti brže nego ostatak 

zapremine pripremka. Dodatno hlađenje se dešava kada pripremak dođe u kontakt sa alatom. Zbog 

toga oprema koja služi za prenos pripremka od peći za predgrevanje do samog alata  ima značajan 

uticaj na tačnost izvođenja procesa. 

Istraživanja su pokazala da je temperaturni opseg od ±10 do ±20ºC adekvatan u većini procesa 

preciznog kovanja.  

Page 14: Precizno kovanje - skripta - Proizvodno maš · PDF fileNa slici 7 je prikazan proces kovanja jedne klipnjače od kraja procesa ka ... Tačan proračun temparaturnih gradijenata u

Indukciono zagrevanje se često koristi za procese preciznog kovanja. Međutim, obične peći za 

zagrevanja  imaju  primat  u  ovom  slučaju  jer  su  jednostavnije  za  kontrolu  nego  što  je  slučaj  kod 

indukcionog zagrevanja.  

Oprema za kovanje 

Mnogi  tipovi  opreme  za  konvencionalno  kovanje mogu  da  se  koriste  takođe  i  za  precizno 

kovanje. Međutim,  ukoliko  je  težnja  da  se  redukuje  temperatura  kako  bi  se  povećala  preciznost 

može doći do povećanja napona  tečenja, a samim  tim  i sile kovanja, što može dovesti do  toga da 

primenjeni alati nisu dovoljno dobri za proces preciznog kovanja, iako se mogu sa sigurnošću koristiti 

u  procesima  konvencionalnog  kovanja.  Pre  početka  samog  procesa  preciznog  kovanja  mora  se 

ispitati da li oprema ispunjava sve potrebne uslove. 

Ne postoji tip opreme koji je najbolji za bilo koji proces preciznog kovanja. Za jedan određeni 

slučaj moguće  je primeniti više  različitih opcija, pa se stoga  teži da se, ukoliko  je moguće,  iskoristi 

oprema koja se već nalazi u pogonu. Faktori koji moraju da se uzmu u obzir prilikom izbora opreme 

uključuju veličinu  i oblik dela koji se želi dobiti, tip materijala, veličinu serije, zahtevane tolerancije, 

cenu  izrade pripremka. Utrošak radne snage  i energije su takođe uticajni faktori za  izbor adekvatne 

opreme. Odgovarajućim balansom ovih faktora moguće je izraditi zahtevani deo po najnižoj mogućoj 

ceni.  

Za precizno kovanje je moguće koristiti čekiće, ali u tom slučaju se teško može kontrolisati sam 

proces.  Morali  bi  se  koristiti  odgovarajući  graničnici  kako  bi  se  dobile  odgovarajuće  dimenzije 

(debljina). Takođe bi se morao kontrolisati hod kako bi se obezbedila njegova konstantnost. U slučaju 

preciznog kovanja sa više udara čekića moglo bi doći do naglog hlađenja radnog komada što bi dalje 

dovelo do povećanja sile kovanja i otežanog tečenja materijala. Takođe, u ovom slučaju bi bilo teško 

izvodljivo uklanjanje kovačkih nagiba. 

Hidraulične prese takođe mogu biti korištene za precizno kovanje. U ovom slučaju ne bi morali da se 

koriste  graničnici  za  ostvarivanje  odgovarajućeg  hoda  alata,  ukoliko  bi  se mogla  izvršiti  kontrola 

hoda. Ukoliko bi temperature kovanja bile relativno visoke, relativno sporo kretanje alata i relativno 

sporo  izbacivanje  otkovka  iz  alata  se  moraju  uzeti  u  obzir  zbog  hlađenja  radnog  komada  i 

pregrevanja alata. Kod hidrauličnih presa  sa dva  ili više dejstava moguća  je kombinacija preciznog 

kovanja sa  još nekom od proizvodnih  tehnologija. Na slici 14  je prikazan koncept alata za precizno 

kovanje i probijanje. 

 

Page 15: Precizno kovanje - skripta - Proizvodno maš · PDF fileNa slici 7 je prikazan proces kovanja jedne klipnjače od kraja procesa ka ... Tačan proračun temparaturnih gradijenata u

Pr

malih de

kod čeki

deformi

procesa

N

ograniče

i presa s

H

Prednos

General

omoguć

modifiku

M

satu,  za

velikose

D

velikih o

ove broj

Te

Ukoliko 

radnog k

je neoph

S

rese sa zavrt

ebljina. U slu

ića ili hidraul

obzirom da 

sanje,  mogu

. Time bi se s

ajčešće prim

en karakteris

sa zavrtnjem 

orizontalne 

sti  su  im  ve

no,  one  su 

ćavaju  komb

uju za prime

Moguća produ

visno  od  di

erijske proizv

a bi se proce

otkovaka  i 1

jke i smanjiti

emperatura 

je temperat

komada mož

hodno prime

Slika 14 ‐ Pri

tnjem nude 

učaju primen

ličnih presa. 

su prese sa z

uće  je  presu

sprečila mog

menjivane ma

stikama sam

kod kojih ho

kovačke ma

elika  produkt

limitirane  n

binaciju  višep

nu u procesi

uktivnost pri

menzija  otk

vodnje.  

es preciznog 

00000 koma

i. 

radnog  kom

ura radnog k

že doći do pr

eniti naknadn

mer kombin

mnogo veći 

ne ovih presa

 

zavrtnjem m

u  ograničiti 

gućnost da ra

ašine za ovaj

e mašine. Za

od nije ogran

šine  se  čest

tivnost,  krat

na  male  kom

pozicionih  a

ma precizno

imenom hor

ovka.  Zbog 

kovanja ispl

ada u  slučaju

mada  i  alata 

komada mala

romene mik

no termičku 

ovancije pre

 potencijal z

a moguće je 

ašine kod ko

na  tačno  o

adni komad v

j vid obrade 

ato se one su

ničen.   

to primenjuj

tko  vreme  i

made  i  velik

alata.  Obično

og kovanja. 

rizontalnih ko

toga  su  ove

atio potrebn

u malih otko

su od  kritič

a može doći 

rostrukture 

obradu. 

eciznog kova

za precizno k

kontrolisati 

ojih se može 

onu  energiju

velikih dimen

su mehaničk

uštinski razlik

u  za određe

zbacivanja  o

ke  serije.  O

o  su  to  maš

ovačkih pres

e  prese  najp

no je da se p

ovaka. U odr

čnog  značaja

do loma ala

dela što dod

nja i probijan

kovanje, pog

hod alata zn

kontrolisati 

koja  je  po

nzija izazove

ke prese. Ko

kuju od čekić

ene operacije

otkovka  i  do

ve  prese  sv

šine  za  hlad

a je od 1000

pogodnije  za

roizvede 250

ređenim  sluč

a  kod prime

ta. U slučaju

datno poskup

 

nja, flus 

gotovo u slu

natno precizn

energija pot

otrebna  za  iz

e loma alata. 

d ovih mašin

ća, hidrauličn

e preciznog 

obro  hlađen

vojom  konst

dno  kovanje

0 do 5000 ko

a  primenu  u

000 komada 

čajevima, m

ne bilo  kog 

u visoke tem

pljuje proizvo

čajevima 

nije nego 

trebna za 

zvođenje 

 

na hod je 

nih presa 

kovanja. 

nje  alata. 

trukcijom 

e  koje  se 

mada po 

u  slučaju 

za slučaj 

oguće  je 

sistema. 

perature 

odnju jer 

Page 16: Precizno kovanje - skripta - Proizvodno maš · PDF fileNa slici 7 je prikazan proces kovanja jedne klipnjače od kraja procesa ka ... Tačan proračun temparaturnih gradijenata u

 

Slika 15 – Primer jedne mašine i alata za precizno kovanje