Upload
doantuong
View
247
Download
6
Embed Size (px)
Citation preview
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.
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
s
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
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,
N
2
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.
m
voljene odgo
n završetka
kom vađenja
ati otkovke s
ka iz alata
velika da ne
ovarajuće
procesa.
a otkovka
sa malim
dođe do
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.
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
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
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.
N
N
kako bi
proraču
precizni
4
To
tačnost
tempera
Ta
Pr
uže od t
znatno š
toleranc
N
izbegle
komplik
N
EDM po
maksima
U
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
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
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
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.
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.
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.
Pr
malih de
kod čeki
S
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
Slika 15 – Primer jedne mašine i alata za precizno kovanje