S. Aleksandrović - Proizvodne tehnologije

1

1. TEHNOLOGIJA PLASTIČNOG DEFORMISANJA − UVODNE DEFINICIJE I NAPOMENE

Naziv (sinonimi): −OBRADA METALA DEFORMISANJEM (OMD), −TEHNOLOGIJA PLASTIČNOG DEFORMISANJA (TPD), −TEHNOLOGIJA PLASTIČNOG OBLIKOVANJA (TPO), −PLASTIČNO DEFORMISANJE METALA (PDM), −TEHNOLOGIJA PLASTIČNOSTI …. METAL FORMING (eng.), UMFORMUNG (UMFORMTECHNIK) (nem.), ОБРАБОТКА МЕТАЛОВ ДАВЛЕНИЕМ (рус.) Tehnologija plastičnog deformisanja (TPD) metala obuhvata procese kod kojih se pod dejstvom dovoljno velikog opterećenja ostvaruje plastična deformacija, odnosno trajno menja oblik polaznog materijala. Polazni materijal je polufabrikat u obliku: limova, ploča, cevi, punih profila itd. Po svojoj prirodi deformacije se dele na: −elastične (postoje samo pod odgovarajućim opterećenjem, prestankom opterećenja nestaju), −plastične (suprotno od elastične, prestankom opterećenja ostaju trajno). Više od 80% svih metalnih materijala u ranijoj ili kasnijoj fazi prerade biva obrađeno nekim od postupaka TPD. Osnovna osobina TPD jeste očuvanje neprekidnosti strukture oblikovanog materijala uz poboljšanje karakteristika čvrstoće i nepromenljivost zapremine. Glavne prednosti TPD: −izuzetno dobre mehaničke karakteristike dobijenih delova koji se koriste kod najtežih opterećenja i na najodgovornijim mestima, −relativno jednostavna i brza izrada delova čak i kod složenih geometrija i većih dimenzija, −visok stepen iskorišćenja materijala, −niža cena izrade proizvoda, −relativno niži utrošak energije po jedinici mase komada, −veliki broj delova je moguće proizvesti isključivo postupcima TPD Nedostaci TPD: −puna ekonomska opravdanost i izraziti rezultati najčešće u uslovima serijske, velikoserijske i masovne proizvodnje, −teškoće pri obradi materijala sa vrlo niskom polaznom plastičnošću (na pr. neki visokolegirani čelici), −pojava velikih sila i pritisaka tokom pojedinih procesa oblikovanja što otežava i poskupljuje izradu alata i zahteva mašine velike snage. Najvažnije oblasti primene: −industrija svih vrsta vozila, brodova, aviona i drugih letilica, mašina, alata i uređaja, −izrada vezivnih elemenata: vijci, navrtke, čivije, osovinice itd., −izrada rezervoara, sudova, konzervi i druge ambalaže, −izrada elemenata u građevinarstvu (krovne i zidne konstrukcije itd.), −izrada delova u elektrotehnici i elektronici, −izrada ručnog alata i hirurških instrumenata, −vojna industrija.

S. Aleksandrović - Proizvodne tehnologije

2

Da bi se materijal mogao prerađivati, potrebno je primenom opterećenja dovesti ga u stanje plastičnog tečenja. Potrebnu silu i energiju ostvaruju mašine za plastično deformisanje: prese za obradu lima, kovačke prese, mašine za savijanje itd. Neposredno oblikovanje izvodi se u alatu koji se montira u radnom prostoru mašine. Za uspešnu praktičnu realizaciju procesa TPD potrebno je ovladati: − procesom oblikovanja (osobine materijala komada, naponsko−deformaciono stanje, brzine, ojačanje, deformabilnost, trenje, parametri procesa itd.), − alatom (konstrukcija, izrada, eksploatacija), − mašinom (parametri za izbor, tačnost itd.) −vezom sa okruženjem (transport, automatizacija, ekološki zahtevi, reciklaža otpada itd.). Istorijat: prva pojava oko 5000.g. PH (arheološki nalazi), prvi pisani trag Homerova ILIJADA (kovanje bronzanog oružja za Ahila), vučenje žice (200 g.), valjanje (1500g.), duboko izvlačenje (1600g.), …. danas kompjuterske tehnologije daju novu dimenziju TPD (modeliranja i simulacije, upravljanja, virtuelna proizvodnja…). 1.1 Podela postupaka OMD

PLASTIČNO DEFORMISANJE METALA

PRIMARNA OBRADA SEKUNDARNA OBRADA

U HLADNOM STANJU U TOPLOM STANJU U HLADNOM STANJU U TOPLOM STANJU

VALJANJE

VUČENJE

KOVANJE

Polufabrikati:limovi,ploče,gredice,profili,cevi,žica,ostalo.

OBRADARAZDVAJANJEM

OBLIKOVANJE LIMA

ZAPREMINSKOOBLIKOVANJE

Nekonvencionalni postupci

SAVIJANJE:-na presama,-na valjcima,-ostalo.

Odsecanje na makazama

Razdvajanje napresama:-prosecanje,-probijanje...

FINORAZDVAJANJE

Ostalo

Duboko izvlačenje bez promene debljine

Izvlačenje sa stanjenjem

Razna oblikovanja:-sužavanje,-proširivanje,-razvlačenje,-ostalo.

SABIJANJE

KOVANJE:-slobodno,-u alatima (napresama, na čekićima, naspecijalnim mašinama).

ISTISKIVANJE:-istosmerno,-suprotnosmerno,-kombinovano.

Utiskivanje

Kalibrisanje

Ostalo

Razdvajanje laserom

Rotaciono izvlačenje

Hidrauličnaoblikovanja

Visokobrzinskooblikovanje

Superplastičnooblikovanje

Oblikovanjeultrazvukom

Mikrodeformisanje

Ostalo

Sl.1 Moguća podela TPD na razne postupke

S. Aleksandrović - Proizvodne tehnologije

3

1.2 Primeri primene TPD

S. Aleksandrović - Proizvodne tehnologije

4

S. Aleksandrović - Proizvodne tehnologije

5

S. Aleksandrović - Proizvodne tehnologije

6

S. Aleksandrović - Proizvodne tehnologije

7

S. Aleksandrović - Proizvodne tehnologije

8

S. Aleksandrović - Proizvodne tehnologije

9

1.3 Primeri mašina I alata Mašine su razne vrste presa koje obezbeđuju deformacionu silu I prostor za smeštaj alata.

S. Aleksandrović - Proizvodne tehnologije

10

S. Aleksandrović - Proizvodne tehnologije

11

500 000 kN 500 MN

S. Aleksandrović - Proizvodne tehnologije

12

S. Aleksandrović - Proizvodne tehnologije

13