TOB_-_Opracowanie(3).doc

Spis treści

Istota przeróbki plastycznej w odniesieniu do innych technologii przetwarzania.              3

Wymień procesy przeróbki plastycznej podając dla każdego z nich: trzy podstawowe wyroby, trzy podstawowe zalety, trzy podstawowe ograniczenia              4

Podaj definicję wyraźnej i umownej granicy plastyczności.              5

Podaj  i omów warunek plastyczności.              6

Wyprowadź miary odkształceń plastycznych. Podaj podstawowe miary odkształceń plastycznych i związki między nimi              7

Omów konstrukcję walcarki Sendzimira              8

Omów konstrukcję młota parowo-powietrznego.              9

Omów konstrukcję prasy podwójnego działania              10

Wyciskanie.              11

Uzasadnij sens stosowania technologii spiekania proszków metali.              15

Omów proces kucia podając wyroby, zalety i ograniczenia.              32

Omów proces walcowania podając wyroby, zalety i ograniczenia.              34

Omów proces tłoczenia podając wyroby, zalety i ograniczenia.              37

Omów współczesne technologie walcowania profili.              38

Omów procesy ciągnienia rur oraz ich wady i zalety.              40

Omów proces ciągnienia podając wyroby, zalety i ograniczenia.              40

Wymagania stawiane bloczkom przeznaczonym do procesów tłoczenia.              42

Istota przeróbki plastycznej w odniesieniu do innych technologii przetwarzania.
DOPISAĆ ODNIESIENIE DO INNYCH TECHNOLOGII!

Obróbka plastyczna jest to szereg procesów w czasie których dochodzi do zmiany kształtu półwyrobu bez zmiany jego masy i składu chemicznego.

Najbardziej charakterystyczne cechy procesów przeróbki plastycznej:

v      Duża wartość naprężeń koniecznych do kształtowania wyrobów (50-2500 Mpa)

v      Możliwość całkowitego przeformowania materiału. Wymaga to jednak stosowania maszyn mogących wywierać duże naciski, a co za tym idzie maszyn wielkogabarytowych, ciężkich i drogich.

v      Zastosowanie procesów przeróbki plastycznej jest możliwe tylko dla produkcji wielkoseryjnej ze względu na duży koszt maszyn i urządzeń do obróbki plastycznej.

Zalety obróbki plastycznej:

v      Duża wydajność = krótki czas produkcji

v      Wysoka dokładność, wąski zakres tolerancji wymiarów i kształtu

v      Dobre własności mechaniczne produktów

Wyroby produkowane z wykorzystaniem metod przeróbki plastycznej:

v      Części pojazdów mechanicznych, maszyn i urządzeń precyzyjnych.

v      Narzędzia ręczne

v      Części łączące i mocujące

v      Naczynia i pojemniki różnego typu i rodzaju

v      Części konstrukcyjne wykorzystywane w budownictwie, drogownictwie i górnictwie

v      Części wyposażenia mieszkań

v      Dekoracje

Materiały podlegające przeróbce plastycznej:             

v      Różne gatunki stali

v      Stopy metali nieżelaznych

v      Materiały kompozytowe

Parametry od jakich zależą właściwości produktu:

v      Temperatura kształtowania

v      Wartość odkształcenia

v      Prędkość odkształcenia

v      Stan wyjściowy materiału

Technologia obróbki plastycznej stwarza szczególnie duże możliwości wpływania na własności użytkowe. Odpowiedni dobór operacji obróbki plastycznej i ewentualnej obróbki cieplnej oraz cieplno-chemicznej pozwala na odpowiedni rozkład umocnienia, korzystny układ naprężeń własnych oraz właściwy przebieg włóknistych zanieczyszczeń.

Wymień procesy przeróbki plastycznej podając dla każdego z nich: trzy podstawowe wyroby, trzy podstawowe zalety, trzy podstawowe ograniczenia             

Walcowanie – polega na zgniataniu materiału przeznaczonego do obróbki pomiędzy obracającymi się walcami. Istotą procesu jest charakterystyczny ruch metalu w kotlinie odkształcenia wywołany przez aktywne siły tarcia przekazywane od napędzanego walca.

Wyróżnia się następujące odmiany procesu:

v      Walcowanie wzdłużne

v      Walcowanie poprzeczne

v      Walcowanie skośne

Wyroby:

v      Płaskowniki, kątowniki, profile

v      Szyny (kolejowe, tramwajowe)

v      Gwinty

v      Koła zębate

v      Kule

Wady (problemy):

v      Problemy związane z dokładnością walcowania:             

o        Sprężyste odkształcenie konstrukcji klatek

o        Zużycie walców

v      Problemy związane ze zjawiskami dynamicznymi

o        Wyginanie walców

o        Wzrost temperatury walców podczas procesu

Kucie – proces obróbki plastycznej metalu na gorąco lub na zimno wykonywany ręcznie lub mechanicznie (na młotach, prasach i kuźniarkach). Podczas operacji kucia nadaje się przedmiotom kształt przez zgniatanie w wyniku uderzeń lub nacisku. Niekiedy kucie stosuje się w celu polepszenia właściwości mechanicznych materiału przez nadanie mu odpowiedniej struktury.
Wyróżnia się następujące rodzaje kucia:

v      Kucie swobodne – bez ograniczania przemieszczenia się materiału w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku zgniatania

v      Kucie matrycowe – kształtowanie jednocześnie całej powierzchni produktu w matrycach

Wyroby:

v      Części silników

v      Wały korbowe

v      Tarcze

Zalety:

Wady:

Ciągnienie – sposób przeróbki plastycznej materiału polegający na przeciągnięciu go przez otwór o specjalnie ukształtowanej matrycy zwanej ciągadłem. W ten sposób uzyskujemy zmniejszenie przekroju poprzecznego materiału przy równoczesnym jego wydłużeniu.

Tłoczenie

Podaj definicję wyraźnej i umownej granicy plastyczności.

Wyraźna (fizyczna) granica plastyczności Re – naprężenie rozciągające, po osiągnięciu którego występuje wyraźny wzrost wydłużenia rozciąganej próbki bez wzrostu lub nawet przy krótkotrwałym spadku obciążenia. Przebieg krzywej rozciągania ulega wyraźnej zmianie przy jednoczesnym charakterystycznym ruchu wskazówki siłomierza (zatrzymanie się wokół pewnej wartości)

Rozważaną granicę oblicza się ze wzoru:

Wyraźna granica plastyczności może wystąpić tylko w pierwszym cyklu obciążenia próbki. Dla niektórych metali wykazujących płynięcie plastyczne można wyznaczyć górną oraz dolną granicę plastyczności.

Ø      Górna granica plastyczności  ReH – naprężenie rozciągające odpowiadające pierwszemu szczytowi obciążenia siły rozciągającej FeH po którym następuje jej spadek lub ustalenie. Oblicza się ją ze wzoru:

Ø      Dolna granica plastyczności ReL – naprężenie rozciągające odpowiadające najmniejszej wartości siły FeL po którym następuje ciągły wzrost siły. Oblicza się ją ze wzoru:

Umowna granica plastyczności – taka wartość naprężenia rozciągającego które w próbce wywołuje umowne wydłużenie trwałe x% pierwotnej długości pomiarowej próbki L0.  Np. umowna granica plastyczności R0,2 to taka wartość naprężenia która wywołuje wydłużenie trwałe próbki o 0,2% L0.

Stale wysokowęglowe jak i materiały kruche nie mają wyraźnej granicy plastyczności. W tych właśnie przypadkach wprowadza się jako kryterium porównawcze dla praktycznej oceny materiałów umowną granicę plastyczności. Do wyznaczania tej granicy norma PN-EN 10002-1+AC1 zaleca stosowanie metod odciążenia i obciążenia. Najczęściej do tego celu używa się tensometrów mechanicznych z czujnikami zegarowymi typu MK3.

Podaj  i omów warunek plastyczności.

Warunkiem przejścia ze stanu sprężystego w stan plastyczny jest osiągnięcie pewnej krytycznej wartości naprężeń, zwanej granicą plastyczności – w jednoosiowym stanie naprężeń, lub naprężenia uplastyczniającego – w płaskim lub przestrzennym stanie naprężeń uzależnionych od rodzaju tworzywa i historii poprzednich odkształceń oraz warunków obecnego procesu odkształceń plastycznych, tj. jego temperatury, stopnia i prędkości odkształcenia.

W teorii plastyczności wykorzystywane są dwie hipotezy na podstawie których określa się początek plastycznego odkształcenia metali, a wymagają one znajomości naprężeń głównych oraz granicy plastyczności, określonej w próbie jednoosiowego rozciągania.

Warunek największego naprężenia – tzw. Warunek plastyczności Tresci – de Saint Venanta, zgodnie z którym początek odkształceń plastycznych następuje w momencie w którym wartość największego naprężenia stycznego osiągnie wartość krytyczną, spełniającą warunek:

co sprowadza się do zależności:

Świadczy ona o tym, że początek plastycznego odkształcenia występuje wtedy, gdy różnica pomiędzy największym i najmniejszym naprężeniem głównym osiągnie wartość równą granicy plastyczności, przy czym naprężenie średnie nie wykazuje istotnego wpływu.

Warunek energii właściwej odkształcenia postaciowego – znany jako warunek plastyczności H-M-H (Huber – Mises – Hencky). Zgodnie z tym warunkiem początek odkształceń plastycznych następuje w momencie, w którym wartość intensywności naprężeń osiągnie wartość krytyczną, spełniającą warunek:

Interpretacją warunku plastyczności na wykresie naprężeń głównych jest tzw. powierzchnia plastyczności.
Rzeczywiste materiały wykazują tzw. umocnienie, polegające na wzroście naprężenia uplastyczniającego wraz ze wzrostem trwałych odkształceń plastycznych.

Wyprowadź miary odkształceń plastycznych.
Podaj podstawowe miary odkształceń plastycznych i związki między nimi.
zadania takie jak na ćwiczeniach

W procesach obróbki plastycznej występują duże odkształcenia, a co za tym idzie występuje zmiana wymiarów elementu odkształcanego. Celowe jest odnoszenie odkształcenia dokonanego w ciągu krótkiego czasu do wymiaru elementu w danej chwili. Całkowite odkształcenie określimy jako całkę nieskończenie małych przyrostów odkształceń.  Rozpatrzymy proces spęczania próbki od początkowej wysokości h0 do końcowej h1. Całkowite odkształcenie od h0 do h1 jest równe:

Zakładając, że początkowe wymiary próbki wynosiły h0, b0, l0, końcowe zaś h1, b1, l1, można w analogiczny sposób określić odkształcenia w kierunku długości (δl...