2. zh feladatgyűjtemény

1. 1 – Mit ért hideg térfogatalakítás alatt? Foglalja össze a fő jellemzőit!

Hideg térfogatalakítás során a feldolgozandó előgyártmányt egy többé-kevésbé zárt üregbe

tesszük, és több oldalról nyomás alá helyezzük. A nyomás hatására az anyag egyrészt kitölti

az üreget, másrészt kifolyik az üreg nyílásain. Mind az üregben maradó, mind az onnan

kifolyó anyagrészek a gyártmány részét képezik, így a folyamat során hulladék elméletileg

nem keletkezik. Az alakváltozás során bekövetkező fizikai keményedés jól használható a

munkadarab szilárdságának növelésére.

Hidegalakítás során az előgyártmány alakítása az anyagának rekrisztallizációs hőmérséklete

alatt történik.

1.2 – Sorolja fel az alapvető hideg térfogatalakító eljárásokat!

Zömítés - Fejezés; Redukálás; Falredukciós mélyhúzás; Előre-, Hátra-, Kombinált folyatás;

Dombornyomás – Kalibrálás

1.3 – Milyen korlátai vannak a hidegzömítésnek, fejezésnek?

A fenti két művelet végrehajtásának két korlátja van:

Az anyag alakváltozó képessége (repedés elkerülése érdekében nem szabad túllépni):

Alaki korlát: a stabilitás elvesztése rugalmas állapotban (kihajlásveszély zömítéskor)

Ha ezt a határszámot átlépi az arány, akkor előzömítésre van szükség (egyszeri előzömítés,

ha:

, kétszeres előzömítés, ha:

).

1.4 – Határozza meg a zömítés erőszükségletét Kudó és Coulomb súrlódás feltételezésével!

A zömítés erőszükséglete:

Kudó súrlódás szerint a zömítés során a

nyomáseloszlás lineáris, így az erőszükséglet:

, ahol az alakítási ellenállás

Coulomb súrlódás szerint a zömítés során a

nyomáseloszlás exponenciális, így az erőszükséglet

sorbafejtés után kapható meg:

ahol:

Ebben az összefüggésben a a térfogatban állandó,

az alakváltozás során nem:

1.5 – Mit ért redukálás alatt? Milyen korlátai vannak az eljárásnak?

A redukálás az a művelet, melynek során egy prizmatikus rúdalakú előgyártmányt egy

szűkülő csatornán keresztülnyomva egy olyan testet állítunk elő, melynek egy nagyobb

keresztmetszetű fejrésze, és egy valamivel kisebb keresztmetszetű szárrésze van.

Redukálás maximum 10% átmérőváltozás esetén valósítható meg.

Redukálás csak akkor történik, ha csak a szűkülő csatornában áthaladó anyagrész van csak

képlékeny állapotban. Ha az előgyártmány fejrésze is képlékenyen alakváltozik, akkor a

fejrész zömül, ezt el kell kerülni.

A másik feltétel, hogy a fejrész, mint nyomott rúd, ne hajoljon ki, ehhez a korábban a

zömítésnél is alkalmazott

arányszám a mérvadó. Ha túl nagy a redukálás kúpszöge,

szintén fennáll a kihajlás veszélye.

1.6 – Hasonlítsa össze a redukálást és a hátrafolyatást! Milyen hasonlóságok és

különbségek vannak?

Hátrafolyatás:

Redukálás:

1.7 – Rajzoljon fel vázlatokat hidrodinamikus kenés alkalmazására rudak húzásánál!

1.8 – Foglalja össze a lépésterv készítés alapelveit! Mutasson példát azok alkalmazására!

Első alapelv: A munkadarab az alakítás során lehetőleg minden pontjában közel

azonos képlékeny alakváltozást kapjon. Ha ez teljesül a termék közel homogén, a

folyásgörbe egyenlete által meghatározott folyáshatárú lesz.

Második alapelv: Az egyes lépéseken belül az alaki és anyagi korlátok betartása.

Harmadik alapelv: Az egyes lépéseknél megengedett erőhatások korlátozottak

(szerszámanyagok terhelhetősége, előfeszítő gyűrűk – max. 2 db – alkalmazása),

emellett a szerszámhelyek kötött mérete és a lépések korlátozott száma is

befolyásolja a lépésterv felépítését.

1.9 – Ismertesse a hidegalakító technológiák tervezésének fő lépéseit!

Előkészítés: Az alakítás során létrejövő nagy nyomások miatt nagy a szerszám és a

munkadarab érintkezési felületein az összehegedés veszélye, emiatt a munkadarabot

hő- és felületkezelni kell, valamint az összehegedés elkerülése érdekében az

érintkező felületek közé elválasztó anyagot kell bejuttatni.

Hőkezelés: A lehető legkisebb alakítónyomás elérése érdekében a munkadarabot ki

kell lágyítani. Ügyelni kell arra, hogy lágyításkor a szemcseméret nő, amely az alakítás

során a szerszámmal nem érintkező felületeken „narancsosodást” (a felületi érdesség

nagymértékű növekedését) okoz – míg ha az anyag nincs eléggé kilágyítva, azaz túl

finomszemcsés az anyag, akkor nagyon kemény lesz, túl nagy nyomás kell az

alakításához.

A szemcseátmérő meghatározására szolgál a Hall-Petch egyenlet:

ahol:

a képlékeny alakváltozás megindításához szükséges feszültség

a diszlokációk mozgásának megindításához szükséges feszültség

a keresett szemcseátmérő

az anyagra jellemző felkeményedési koefficiens (anyagjellemző)

A szerszámmal nem érintkező felületeken mérhető felületi érdesség hidegalakítás során:

Felületi előkészítés (acélok esetén):

Elválasztó anyag a szerszám és a munkadarab közé: Általában foszfátozás, színes és

könnyűfémeknél kenőanyag is lehetséges.

Darabolás

1.10 – Rajzolja fel a hátrafolyatás sémáját többszörösen előfeszített alakító gyűrű és

alakító bélyeg alkalmazásával! Mi az előfeszítés szerepe?

Az előfeszítő gyűrű az aktív szerszámelemre oldalról plusznyomást vezet be, ezáltal javítja

annak tulajdonságait, nyomástűrését.

(Nagyon vázlatos ábra, ilyen kicsi alkatrésznek ennyi előfeszítő fölösleges, szóval zh-n ne ilyet

rajzoljatok, ha netán ezt kérnék . Ja és elnézést kérek, hogy a sraffozás nem egyenletes! )

1.11 – Fogalmazza meg a süllyesztékes kovácsolás elvét!

Süllyesztékes kovácsolásnak azt a nagyrészt meleg térfogatalakítási eljárást nevezzük, amely

során a tömbalakú előgyártmányt nyomással (kvázistatikusan) vagy ütéssel arra

kényszerítjük, hogy felvegye az előre kialakított, többnyire két félre osztott üreg alakját.

1.12 – Határozza meg a szabadalakító kovácsolás fő jellemzőit!

A munkadarab minősége a kovács szakmunkás hozzáértésétől függ (ellentétben a

süllyesztékes kovácsolással, ahol a minőséget a süllyeszték és a technológiai környezet

határozza meg). Sok az univerzális szerszám, míg ritka a célszerszámok alkalmazása. A

kovácsnak a kovácsoló gép környezetében nagy szabad térre van szüksége, míg a

süllyesztékes kovácsolás esetén csak a szerszámfelek pontos összevezetésére kell ügyelni.

Szabadalakító kovácsolással egyedi vagy kissorozatú kovácsolt előgyártmányokat szokás

gyártani, melyhez sok idő és nagy szaktudás szükségeltetik.

1.13 – Foglalja össze a süllyesztékes kovácsolás technológiájának főbb lépéseit!

Méretre darabolás (ráhagyással) vágással, töréssel forgácsolással

Középfrekvenciás indukciós hevítés (minél nagyobb a frekvencia, annál kevésbé hatol

be az anyagba az áram)

A szálirányok beállítása az alakításnak megfelelő irányba

előalakítással/anyagelosztással. Ha a szálirányok, a szálszerkezet nem a leendő

terhelés irányába állnak, esetleg a kovácsolás során megbontódnak, akkor a minőség

és a mechanikai tulajdonságok csökkennek. Ezt el kell kerülni, mivel a kovácsolt

darabok, gépelemek a legnagyobb ciklikus és dinamikus terhelésű helyekre kerülnek

beépítésre.

A geometriaváltozások helyén kovácshengerléssel megoldható lokális

térfogatváltozások kialakítása (pl. beszúrások)

Előalakítás: Kész előtti méretek kialakítása (akár több lépésben is), nagyobb

oldalferdeségekkel, forgácsolási ráhagyásokkal

Készre alakítás: történhet sorjával, vagy sorja nélkül, nyitott vagy zárt szerszámban is.

Sorjázás

Kalibrálás

Hőkezelés

Revétlenítés, minőségvizsgálat

1.14 – Foglalja össze a kovácshengerlés feladatát és készítsen vázlatot a megvalósításról!

Feladata, hogy egy kovácshenger felületére felvitt alakító üreggel (üregekkel) a

munkadarabon lokális térfogatváltozásokat alakítson ki.

A kovácshengerlés a hengerlés és a süllyesztékes kovácsolás kombinációja. Célja a kiinduló

anyag nyújtása és bizonyos alakadás. Az alakítást két együtt dolgozó, ellentétes forgásirányú

henger végzi. A két kovácshengerre süllyesztékes szerszámokat, ún. szegmenseket

erősítenek, amelyek általában a hengerkerület felét foglalják el. A hengerek átmérőjét az

alakítandó hosszúság határozza meg. A kovácsdarabot akkor vezetik a szegmensek közé,

amikor azok egymástól eltávolodnak. A hengerek forgásiránya olyan, hogy a közéjük ütközőig

betolt munkadarabot annak alakítása közben a kovács felé visszatolják.

1.15 – Ismertesse a sorja szerepét és készítsen vázlatot a különböző sorjacsatorna-

kialakításokról!

A sorja a két süllyesztékfél közötti hézagba folyó anyag, mely kiegyenlíti a darabolt

előgyártmány térfogatszórását, valamint az ún. sorjareakció kapcsán szabályozza az üregben

lévő nyomást és ezzel az üregtöltés (a sarkok kitöltésének) folyamatát.

1.16 – Rajzolja fel a vízszintes kovácsológépen történő alakítás sémáját és foglalja össze az

eljárás előnyeit!

1.17 – Ismertesse a hosszú tömör vagy üreges,

pontos, tengelyszerű alkatrészek pontos

előállítási eljárásait!

Körkovácsolással:

Meleg és hidegalakításra egyaránt alkalmas technológia. A görgők között elforgó verőbetét

percenként 1800-3900 ütést mér a középen elhelyezett, alakítandó rúdra.

Finomkovácsolással:

Forgó munkadarab esetén körkeresztmetszetű, álló

munkadarab esetén sokszögkeresztmetszetű késztermék

állítható elő ezzel a technológiával. Az alakváltozás

mértéke kicsi, és a munkadarab felületére korlátozódik.

1.18 – Sorolja fel a fémlemezek vastagság szerinti csoportjait és ismertesse az egyes

lemeztípusok gyártási technológiáit!

1.19 – Miért alakul ki az anizotrópia a lemez gyártása során? Hogyan jellemezzük a

lemezanyag anizotrópiáját?

Hideghengerlés hatására a szemcsék megnyúlnak és elfordulnak, így a lemez anizotróppá

válik, azaz mechanikai tulajdonságai nem azonosak minden irányban.

Lemezek anizotrópiáját a Lankford-számmal jellemezzük

(

1.20 – Foglalja össze a finomlemezből készülő alkatrészek főbb jellemzőit!

1.21 – Értelmezze a kivágás és a lyukasztás fogalmát, használjon ábrát is a különbség

érzékeltetésére!

Kivágás a lemezalakító művelet, ha a terítékből kivágott darabot használjuk fel közvetlenül,

vagy további műveletek céljaira.

Lyukasztás a lemezalakító művelet, ha a kivágott darab a hulladék (vagy az egy másik

gyártmány terítéke esetleg) és a fennmaradó terítéket használjuk fel közvetlenül vagy

további műveletek céljából.

1.22 – Rajzolja fel a vágásra jellemző erő-elmozdulás diagramot! Tüntesse fel az egyes

tartományokat!

1.23 – Ábra segítségével ismertesse az alátét készítésére alkalmas sorozatszerszám fő

szerkezeti jellemzőit!

1.24 – Ismertesse a finomkivágás elvét és mutassa be a konstrukciós kialakítás vázlatát!

Finomkivágás esetén a lemezt felülről egy ékgyűrű egy alsó gyűrűre rászorítja, így megakadályozza

annak elmozdulását saját síkjában, majd két bélyeg rászorít a lemezre, ekkor hidrosztatikus nyomás

alakul ki. A két bélyeg egyidejű és egyirányú elmozdulásakor csak a vágandó (bélyegek által nyomott)

felületen tér el a nyomás a hidrosztatikustól, így csak itt alakul ki képlékeny alakváltozás. A nagy

hidrosztatikus komponens miatt nagy alakváltozás valósítható meg az anyagban törés nélkül. A

folyamat addig tart, amíg az ékgyűrű hatása érvényesül, ekkor a lemez átszakad. A vágott felület sima

és merőleges a lemez síkjára, de az egyik szélén az átrepedésnek megfelelő, a lemezvastagság 10%-

ánál nem vastagabb csík, mint alakhiba látható marad.

1.25 – Határozza meg a mélyhúzás fogalmát, vázolja fel az alakítás megvalósítására

szolgáló szerszámot!

A mélyhúzás egy olyan technológiai folyamat, amelynek során egy sík lemezből, főleg húzó

igénybevétellel üreges testet alakítunk ki. Az alakítás során a térfogat végig állandó, a

falvastagság közel állandó, kis anyagtöbblettel számolni kell.

1.26 – Mutassa be a ráncképződés folyamatát mélyhúzásnál! Hogyan lehet ezt

megakadályozni?

A tárcsa előgyártmány síkjában ébredő

tangenciális feszültség (nyilakkal jelölve) a

sraffozással jelölt anyagtöbbletet nyomott

rúdhoz hasonlóan ki szeretné hajlítani,

hullámosítani.

Ennek megakadályozására ráncgátló gyűrűt

lehet használni, amelynek segítségével, ha a

lemez terítéket megfelelő nyomással az alsó

gyűrűre szorítjuk, akkor elkerülhető a

ráncosodás (túl nagy ráncgátló nyomás esetén

szakadás, túl kicsi nyomás esetén ráncosodás

léphet fel).

1.27 – Foglalja össze a mélyhúzáskor fellépő hibákat!

1.28 – Ismertesse a hidromechanikus mélyhúzás elvét!

Mivel a lemezt a nagy húzófeszültség gyorsan kimeríti (elfogy az alakváltozási tartaléka),

ezért a nyomófeszültséget jobban szereti. A hydroforming (hidromechanikus mélyhúzás)

pont ezt használja ki, azaz az alakváltozott lemezt alulról hidraulikafolyadékkal

„megtámasztja”, a ráncosodás elkerülésére pedig beépített ráncgátló gyűrűt alkalmaz. Mivel

a ráncgátló erő a mélyhúzási folyamat során változik, ezen ráncgátló gyűrűk a modern

gépekben már több darabból állnak, így a ráncgátló erő az alakítás során tetszőlegesen

változtatható/beállítható.

1.29 – Milyen mechanikai hatások figyelembe vételével határozható meg a mélyhúzás

erőszükséglete?

A mélyhúzás erőszükséglete áll: a radiális folyás erőszükségletéből (a bélyegre feszülő,

függőlegesen lefelé folyó anyag folyásának erőszükséglete), a ráncgátló hatásából (a

ráncgátló nyomásából adódó súrlódás okozta erőszükségletből), a lekerekítésen áthaladó

anyag súrlódásából adódó erőszükségletből, valamint a kötélsúrlódásból adódó erőből (az

alakváltozó lemez külső sugarán nem ugyanakkora feszültség ébred, mint a lekerekítés után

folyó anyagban, és ez nem a lekerekítésen történő súrlódásból adódik).

Azt mondta, hogy itt most nem a képletekre lesz szüksége, hanem erre a pár

sorra!

1.30 – Mi a traktrix görbe, és mi a szerepe mélyhúzásnál?

A traktrix görbe egy olyan görbe, amelynek adott pontjából a függőleges

tengelyhez húzott érintőjének hossza állandó értékű.

Traktrix görbe szerint kimunkált húzógyűrű esetén ráncgátló gyűrű

alkalmazása nélkül is lehetséges ráncmentes termék előállítása, akár vékony

lemezből is. Az alakítás traktrix görbe alkalmazása esetén

megcsúszásmentes.

1.31 – Ismertesse a mélyhúzás lépéstervezését! Mutassa be egy egyszerű csészeszerű

alkatrész terítékének és alakítási lépésszámának meghatározását!

Figyelem! A jobb oldali diában apróbb hiba található, mégpedig módosítva:

1.32 – Vázolja fel a falredukciós mélyhúzás elvét!

1.33 – Elemezze a hajlítás alakváltozási állapotát sík alakváltozást feltételezve!

Sík alakváltozási állapotnak tekinthető a hajlítás, ha a lemez

.

Ahol:

így:

1.35 – Hogyan lehet a hajlítási alakhibákat elkerülni?

(1.34 – es kérdés nem volt!)

(A képletek talán kihagyhatók, a lényeg hogy a húzóerő szuperponálást leírjátok!)

1.36 – Mit hívunk visszarugózásnak? Hogy lehet hatását megszüntetni, csökkenteni?

Hatása csökkenthető, megszüntethető túlhajlítással (megfelelően kiszámolva a

visszarugózást követően a kívánt alakra áll be a lemez), hajlítást segítő matricával, vasalással.

1.37 – Hogyan lehet a szakítóvizsgálat eredményét a minimális hajlítási sugár

meghatározásához használni?

A szakítóvizsgálat eredménye:

ebből átalakítva a törésre:

ahol , ezekből az alábbi egyenlet segítségével számítható a minimális

hajlítási sugár (s a lemez falvastagsága):

1.38 – Ismertesse a hosszvarratos acélcsőgyártás technológiáját!

Hosszvarratos acélcsöveket lemezből a folyamatos hajlítási technológia segítségével

lehetséges gyártani, amelynek során a lemezt minden lépésben egy kicsit jobban hajlítják

meg az előző állapothoz képest, így végül egy felül nyitott kör keresztmetszetű csövet

állítanak elő, amelyet már csak össze kell hegeszteni.

1.39 – Ismertesse az alakítási szilárdság fogalmát! Mutasson be egy eljárást, amivel ez

meghatározható!

Az alakítási szilárdság ( az a feszültség, ami egytengelyű feszültségi állapotban az anyag

képlékeny folyásának megindításához/fenntartásához szükséges.

A folyásgörbe (és az alábbi képlettel az alakítási szilárdság is) meghatározható a Watts-Ford

kísérlettel, amelynek során a lapos próbatestet meghatározott szélességű, párhuzamos

síklapok között zömítjük adott erővel, majd minden mérés után feljegyezzük a próbadarab

átlagos vastagságát. Ezekből kiszámítható az adott pillanatbeli alakítási szilárdság és a

logaritmikus alakváltozás is.

A képletek:

ahol

ahol

1.40 – Definiálja a lemezek anizotrópiájára szolgáló Lankford-számot, és

meghatározásának módját!

A Lankford-szám meghatározásakor a készre hengerelt

lemezből ki kell vágni próbadarabokat, majd ezeket szakítóvizsgálatnak

alávetve, a szakadáskor fennálló b szélességet és s vastagságot lemérve meghatározható R értéke a

fenti összefüggés segítségével. Fontos, hogy a kivágott próbadarab a hengerlési iránnyal milyen

szöget zár be (azaz a szálirányok hogyan állnak benne), hiszen más-más szögben vágva ki a

próbadarabokat, más eredményeket kapunk R-re.

Szokás még számítani egy átlagos Lankford-számot, a 0°,45°,90° irányok segítségével:

1.41 – Ábrázolja az Fe-FeC állapotábrában az acél kovácsolási hőmérséklet-tartományát!

1.42 – Melyek a hidegalakító szerszámacélok legfontosabb tulajdonságai?

• nagy keménység

• jó kopásállóság

• nagy rugalmassági határ

• jó szívósság

• nagy ellenálló képesség nyomással és ütéssel szemben

• csekély alak- és méretváltozás hőkezeléskor

• megfelelő megmunkálhatóság

1.43 – Melyek a melegalakító szerszámacélok legfontosabb tulajdonságai?

• jó hőrepedés-állóság, termikus kifáradással szembeni ellenállás (hőrepedések: hálószerű

felületi repedések a gyakori hőmérséklet-változás következtében)

• jó melegszívósság, duktilitás

• nagy melegszilárdság

• jó megeresztésállóság

• nagy melegkopásállóság

• jó hővezető képesség

• jó ellenállás a folyékony fém okozta erózióval, magas hőmérsékletű korrózióval és

oxidációval szemben

• biztos, egyszerű hőkezelhetőség

• csekély hőkezelési méretváltozás

• jó forgácsolhatóság

1.44 – Melyek a szerszámacélok legfontosabb felületkezelő eljárásai?

Nitridálás (sófürdős, gáz-, plazmanitridálás)

PVD, CVD (Physical Vapour Deposition, Chemical Vapour Deposition)

(Néha talán még a betétedzés, de ez már nem volt benne a diasorban)

1.45 – Ismertesse az alakító gépek fő típusait!

1.46 – Rajzolja fel az energia karakterisztikájú alakító gép elvi sémáját!

1.47 – Hasonlítsa össze konstrukciós kialakítás szempontjából a szabadalakító, illetve a

süllyesztékes kovácsolás energia karakterisztikájú gépeit!

1.48 – Ismertesse az ellenütős alakító gép elvi sémáját és határozza meg alkalmazási

területét!

1.49 – Foglalja össze a csavarorsós sajtó működési elvét!

1.50 – Vázolja fel a löketkarakterisztikájú alakító gép elvi sémáját!

1.51 – Rajzolja fel a forgattyús mechanizmus elvén működő alakító gép karakterisztikáját!

1.52 – Rajzolja fel az erőkarakterisztikájú alakító gép elvi sémáját!