Proizvodne Za Ispit 1

7/25/2019 Proizvodne Za Ispit 1

1/44

1

1.Proces obrade deformacijom

Pod obradom deformacijom podrazumijevamo preradu metala bez skidanja strugotine kod koje se

metalu daje oblik plastinim deformisanjem.Ova tehnologija je iroko zastupljena u razliitim oblastimaproizvodnje (motorna industrija,avio industrija,precizna mehanika itd).Kod obrade metala sa skidanjem

strugotine poetni materijal se oblikuje skidanjem suvinog materijala do konanog oblika.Kod tehnologije obrade deformacijom zadani proizvod se dobije oblikovanjem poetnog

materijala bez skidanja strugotine tj. mijenjanjem oblika ili debljine polaznog polufabrikata.Tehnologija

obrade rezanjem vie se koristi u pojedinanoj i maloserijskoj proizvodnji a tehnologija obradedeformacijom u serijskoj i masovnoj proizvodnji.

Da bi se metal mogao preraivati mora se dovesti u stanje plastinog teenja tj. mora se opteretitisilom koja e izazvati naprezanja iznad granice elastinosti.

Kod obrade deformacijom potrebna sila se ostvaruje mainom koja moe biti razliitekonstrukcije.Oblik proizvoda koji se eli dobiti ovom tehnologijom se postie alatom koji se privrujena mainu i preko kojeg se prenosi sila na deformisani materijali.Moemo zakljuiti da maina dajedinamiku prerade deformacijom,a alat geometriju zadatog proizvoda.

Iz ovog se da zakljuiti da kod projektovanja tehnologije obrade deformacijom treba izvritisljedee:

1.Analiza procesa oblikovanja

2.Konstrukcija alata3.Izbor maine

Kod analize procesa oblikovanja na osnovu zadatog oblika proizvoda razrauje se procesoblikovanja(jedna ili vie operacija) i proraunavaju se potrebne sile i deformacioni radovi za svaku operaciju. Kad je razraena tehnologija pristupa se konstruiranju alata kojim treba oblikovati polazni materijal dofinalnog proizvoda.Prilikom kostruisanja alata nastoji se dobiti to jednostavniji alat sa ugradnjom tovie standardizovanih elemenata uz nastojanje da kvalitet alata zadovolji traene zahtjeve zadatogproizvoda.

U treoj fazi pristupa se izboru maine.Kod izbora maine vodi se rauna oizraunatim silama i

deformacionom radovima,o geometriji radnog komada,mogunosti smjetaja komada i alata na mainu auzima se u obzir i koliina proizvodnje.U sluaju masovne proizvodnje koristie se automatske a usluaju manjih serija izabrae se univerzalne deformacione maine.

2.Podruje obrade deformacijom

Obradom deformacijom moe se izvoditi samo preoblikovanje poetnog komada bez razdvajanjaili deformisanjem do razdvajanja.Prema nainu tj. stanju materijala nakon deformisanja razlikujemo dva podruja:

1.Deformacija do razaranja materijala

2.Plastina deformacija

Deformacija do razaranja metala ima za cilj razdvajanje materijala na vie dijelova.Ovu operacijususreemo na makazama za rezanje razliitih oblika polaznog materijala (rezanjelimova,gredica,profilaitd).Rezanje deformacijom se razlikuje od rezanja sa skidanjem strugotine u tome to kod rezanja napilama, glodalicama i strugovima dolazi do razdvajanja materijala skidanjem estica (strugotine)materijala na mjestu reza.Kod rezanja na makazama nema takvog odvajanja estica nego se materijalrazdvaja po reznoj liniji koja moe biti otvorena ili zatvorena.


2/44

2

Obrada deformacijom u plastinom stanju podrazumjeva promjenu oblika poetnog materijalaplastinim deformisanjem do konano traenogoblika zadatog proizvoda.Na slici 1 prikazana je emapostupaka obrade deformacijom koje se danas susreu u proizvodnji.

Oblikovanje plastinim deformisanjem se moe izvoditi u hladnom i vruem stanju.Hladno nasobnoj temperaturi a vrue na temperaturi zagrijavanja.Da li e se materijal oblikovati hladno ili vruezavisi od potrebne sile,plastinosti materijala i dr.Sa porastom temperature pri zagrijavanju poetnogmaterijala opada (smanjuje se) otpor deformisanju materijala i poveava se njegova p lastinost to znaida e biti lake oblikovati komad u zagrijanom stanju i to sa znatno manjo silom deformisanja.

U tabeli 1 dat je pregled osnovnih operacija kod obrade metala deformacijom.Iz datog pregledamoe se vidjeti da polazni materijal moe dabude:

1.Limovi2.Puni komadi (ipke,gredice,ingoti itd)

3.Znaaj i prednosti obrade deformacijom

Tehnologija prerade metala deformisanjem je savremeni nain prerade metala koji se moesusresti u svim fabrikama.U poreenju sa drugim tehnikama ovajpostupak ima niz tehno ekonomskihprednosti.

Ako se sagleda trend porasta ove tehnologije u u posljednjim decenijama moe se rei da taj trend izgodine u godinu raste na raun drugih tehnologija.Ovaj porast proizilazi iz vie faktora.Jedan je zahtjeviprivrede,drugi razvoj maina za obradu deformacijom,trei je razvoj metala koji se mogu plastinodeformisati,razvoj materijala za alate koji imaju dug vijek rada i uz to razvoj teorijske i eksperimentalne

nauke u ovoj oblasti to rezultira time da se svaki dan susree sve vie proizvoda koji se rade obradomdeformacijom.

Proizvodno tehnike prednosti ovog naina oblikovanja su:1.Kod ove tehnike mogue je sa jednim jednostavnim hodom maine oblikovati proizvodkomplikovanog oblika koji se ne bi mogao izraditi nekom drugom tehnologijom ili bi tadruge tehnologija bila znatno skuplja

2.Ovom tehnologijom mogue je proizvesti dijelove velike tanosti sa vrlo uskimtolerancijama tako da u dosta sluajeva nije potrebna naknadna obrada

3.Ovom tehnologijom moe se dobiti proizvod visokih mehanikih osobina a sa relativnomalom teinom

Ekonomske prednosti obrade deformacijom su:

1.Utroak materijala je znatno manji nego kod drugih tehnika jer je otpadak sveden naminimum

2.Sa odgovarajuom opremom,alatima i ureajima,mogue je ostvariti visoki stepen

automatizacije ime se viestruko poveava proizvodnost a smanjuje cijena proizvoda

3.Maine su jednostavne za rukovanje te ne zahtjeva visoku kvalifikaciju radne snage

4.Mogua je proizvodnja velikih koliina uz nisku proizvodnu cijenu

Hladnom plastinom deformacijom danas je mogue proizvesti veliki broj dijelova.Takvomobradom mogu se dobiti konane finalne mjere bez potrebe naknadne mainske obrade .Zna se danaknadna obrada poveava cijenu.


3/44

3

U odreenim sluajevima postoji dilema da li zadati proizvod raditi obradom deformacijom iliobradom rezanjem sa skidanjem strugotine.Kod izbora treba sagledati sve aspekte da bi se utvrdila

proizvodna cijena.Ukoliko se ni prema cijeni ne moe izvriti opredjeljenje tada treba uzeti u obzirkvalitet mehanikih osobina.

Kod obrade skidanjem strugotine vlakna se prekidaju rezanjem za razliku od obrade deformacijomgdje se vlakna ne prekidaju nego se oblikuju prema zadatom proizvodu.Iz tog razloga proizvod uraenobradom deformacijom e imati bolje osobine od istog tog proizvoda izraenog sa skidanjem strugotine.

Openito se moe rei da se obradom deformacijom dobiju proizvodi boljih mehanikih osobina

nego da su ti proizvodi uraeni sa skidanjem strugotine.

II TEORETSKE OSNOVE PLASTINE OBRADE METALA

1.Pojam plastine deformacije

Pod deformacijom podrazumjeva se promjena oblika i dimenzija zadatog tijela kad na to tijelodjeluje vanjska sila i ako je sprijeeno kretanje tijela.Da bi tijelo promijenilo oblik mora se dovesti uplastino stanje.Pod plastinou se podrazumjeva sposobnost tvrdog tijela da bez razaranja svoje cijelinepromjeni svoj oblik.

Sile koje djeluju na tijelo preko alata nazivaju se aktivne a sile koje od tijela djeluju na alatnazivaju se reaktivne sile.U ovisnosti kako djeluju sile na tijelo mijenjae se i plastine osobinematerijala.Na primjer kod istezanja tapa materijal e se deformisati (istegnuti) sa neznatnom silomistezanja.Za razliku od toga ako na tijelo djeluju sa svih strana iste vrijednosti sile (tijelo u tenosti) tadanee doi do plastine deformacije bez obzira koliko velika ta sila bila.

Na plastine osobine materijala utie ne samo nain djelovanja vanjskih sila ve i drugi faktorikao: temperatura , stepen deformacije , brzina deformisanja , hemijski sastav , struktura materijala i drugi.

Kako se mijenja ju ovi faktori tako e se mijenjati i plastinost.Slijedi da plastinost nije osobinamaterijala i nije konstantna veliinave zavisi od usliva pod kojima se izvodi deformisanje.Zbog toga jenemogue odrediti jedinstven pokazatelj plastinosti kao za gustou i drugo.

Zavisno od veliine aktivne sile deformacija materijala moe da bude elastina ili plastina.Kod elastine deformacije tijelo e se po prestanku djelovanja vanjske sile vratiti u poetni oblik i

dimenzije.Ako se tijelo po prestanku djelovanja vanjske sile ne vrati u prvobitni oblik tada se takvadeformacija naziva plastinom ili trajnom deformacijom.Obe ove deformacije se ostvaruju bez razaranjadeformacionog tijela.

Sutinu elastine deformacije moemo objasniti strukturnom graom.U nedeformisanom stanjuatomi u metalu se nalaze na odreenom rastojanju u kojem se unutranje sile privlaenjai odbijanja atomaizjednaavaju.Ravnotea ovih sila se naruava djelovanjem vanjskih sila natijelousljed kojih dolazi dopomijeranja atoma na odreena rastojanja koja su direktno zavisna od veliine vanjske sile.Ako su tapomjeranja bila manja od meuatomskih rastojanja za dati metal tada e to tijelo biti elastinodeformisano.Usljed pomjeranja atoma porasla je unutarnja potencijalna energija.Po prestanku djelovanjavanjske sile atomi e se pod djelovanjem te sile vratiti u poetni poloaj.

Ukoliko vanjske sile pomjere atome na rastojanje vee od meuatomskog rastojanja tada e poprestanku djelovanja vanjske sile potencijalna energija se transformisati u kinetiku energiju koja epomjeriti atome u nove poloaje i isti se nee vratiti u prvobitno stanje.

Elastino i plastino stanje metala moe se objasniti grafiki na osnovu dijagrama istezanja probneepruvete.

lel,

L

M

T

E

P

O

(F)


4/44

4

Na datom dijagramu do take P postoji linearna zavisnost izmeu naprezanja i relativnedeformacije () i ona se iskazuje Hookovim zakonom.Taka E predstavlja granicu elastinosti nakonkoje e se tijelo vratitiu prvobitni oblik po prestanku djelovanja sile.Taka T predstavlja granicu teenja ,N je zatezna vrstoa a L vrijednost u momentu prekida.Sa dijagrama se vidi da ukupna deformacijaiznosi

luk= lpl+ leltj. jednaka je zbiru elastine i plastine deformacije.Iz dijagrama se zakljuuje da je svaka plastina

deformacija praena elastinom ija vrijednost je znatno nia.To znai da e se po prestanku djelovanjavanjske sile tijelo koje se deformisalo za jednu malu vrijednost vratiti zbog postojanja i elastinedeformacije u tijelu.

Prilikom projektovanja tehnologije procesa treba poznavati i plastine osobine zadatogmaterijala.Za tu namjenu se koristi pojam granica plastinosti koja se iskazuje preko stepena redukcije:

(%)0

10

h

hhEh

h0poetna visina komada koji se savijah1visina komada pri savijanju u momentu pojave pukotina na komadu

Eh se iskazuje u procentima.Prema vrijednosti Ehpostoji nekoliko kategorija materijala:

Eh = 0,81,0 materijali najvie plastinostiEh = 0,60,8 materijali visoke plastinostiEh= 0,40,6 materijali srednje plastinostiEh= 0,20,4 materijali sniene plastinostiEh= do 0,2 materijali niske plastinostiEh= 00,05 materijali koji se oznaavaju kao krhki

Veina nelegiranih i niskolegiranih elika koji se podvrgavaju plastinoj preradi spadaju u

kategoriju visoke i najvie plastinosti.Visokolegirani elici spadaju u materijale srednje ili sniene plastinosti.Bakar spada u kategorijunajvie plastinosti.

2. Ovravanje i promjena plastinosti kod hladne deformacije

Deformacija metala se moe izvoditi u vruem ili hladnom stanju.Kod hladne deformacije dolazido bitnih promjena koje se odnose na osobine deformisanog materijala.Tako sa poveanjem stepenadeformisanja dolazi do uveanja granice elastinosti , granica proporcionalnosti , granica razvlaenja izatezna vrstoa.

Sve navedene veliine karakteriu poveanje otpora deformisanja.Istovremeno dolazi i dosmanjenja plastinosti tj. smanjuje se izduenje , kontrakcija i ilavost metala.Osim pokazatelja otpora iplastinosti kod hladne deformacije dolazi do poveanja elastinog otpora , smanjenja otpornosti nakoroziju , mjenjaju se magnetne osobine i drugo.Skup svih ovih pojva koje su vezane za promjenu

mehanikih osobina i fiziko hemijskih osobina za vrijeme hladne plastine prerade naziva seovravanje.Slikovito to moemo prikazati ovako:


5/44

5

Promjena osobina pri hladnoj deformaciji se objanjava kristalnom graom metala.Prilikomdjelovanja spoljne sile na metal od deformisanja dolazi do neravnomjerne deformacije razliitih kristalatj. zrna metala.Usljed toga dolazi do poveanja otpora deformisanju i smanjenja plastinosti.

Kod vrue deformacije takoe se pojavljuje ovravanje ali usljed djelovanja toplote i strukturnihpromjena istovremeno dolazi i do omekavanja i poboljavanja plastinosti tj. dolazi do ponitavanja

ovrsnutih osobina (rekristalizacione pojave).S obzirom na ovakav uticaj stepena deformacije kod hladne prerade moe se javiti problem da sene moe proizvesti traeni oblik proizvoda jer je usljed ovavanja toliko smanjena plastinost da bi pridaljnjem djelovanju sile moglo doi do pucanja materijala.Da bi se moglo nastaviti daljnje deformisanjepotrebno je prekinuti deformacione sile i komad termiki obraditi (normalizovati) da bi se povratileplastine osobine i da bi se moglo nastaviti sa daljnjim oblikovanjem.Ovo imamo kod vuenja ice ,dubokog izvlaenja itd.

3.Uslovna i stvarna naprezanja

Kod ispitivanja mehanikih osobina metala koristi se metoda istezanja probnih epruveta na mainiza istezanje (kidalica).Na tim mainama se statikom silom istee epruveta uz istovremeno snimanjedijagrama gdje se na apscisu nanosi izduenje a na ordinatu vrijednost sile.Standardima je propisan obliki dimenzije ispitnih epruveta.Ispitivanje tj. istezanje se izvodi do granice loma.Na dijagramu ispitivanjaosim apsolutnog izduenja mogu biti naneseni i drugi naini deformisanja pa susreemo sljedee naine:

1. l = l1 - l0 - apsolutno izduenje

l0poetna duinal1duina nakon istezanja

A0poetni presjek

10

1

00

01

l

l

l

l

l

ll2. - relativno izduenje ili deformacija I reda

0

1

00

10 1A

A

A

A

A

AA

3. - kontrakcija ili deformacija II reda

0 10 20 30 40 50

HB

m

v

m (vrstoa)

HB (tvrdoa)

v (granica razvlaenja), %

, %

stepen prethodne deformacije , %

-kontrakcija

-izduenje


6/44

6

A1presjek nakon istezanja

Na ordinati ispitnog dijagrama osim sile moe se iskazati naprezanje koje predstavlja odnos sile i presjeka

Kod ispitivanja mehanikih osobina na ordinati se dobiju vrijednosti uslovnih ili nominalnih naprezanja tj

Uslovno naprezanje predstavlja vrijednost sile kroz poetni presjek (presjek je nepromjenjiv)Na dobivenom dijagramu se uoava nekoliko karakteristinih taaka kao to su granica

proporcionalnosti , granica elastinosti , granica teenja i zatezna vrstoa.

Za tehnologiju obrade deformacijom veliko znaenje ima taka poetka plastine deformacije tj. v.Sa dijagrama je teko tano odrediti ovu taku zbog toga je dogovoreno da ta taka odgovara

trajnoj deformaciji od 0,2% i oznaava se da jev=0,2

Kod ispitivanja probne epruvete u taci M uslovno naprezanje je najvee a nakon toga dolazi donaglog suenja probne epruvete (pojava vrata) nakon ega brzo dolazi do prekida epruvete na suenompresjeku.

Kod raunanja uslovnih naprezanja uzima se poetni presjek epruvete A0, meutim kada poneplastina deformacija dolazi do znatnog smanjenja poprenog presjeka epruvete tako da stvarnonaprezanje u materijalu je vee od uslovnog budui da je stvarni presjek A manji od poetnog presjeka A0

Kod obrade deformacijom umjesto uslovnih naprezanja koriste se stvarna naprezanja koja

predstavljaju odnos sile i stvarnog presjeka u datoj taki ispitivanja

S>U

Ako uporedimo dijagrame uslovnih i stvarnih naprezanja za isti materijal uoiemo da se krivepriblino poklapaju do take poetka teenja da bi nakon toga stvarna naprezanja drastino rasla tako daona rastu ak i onda kada uslovna naprezanja opadaju iza take M to se vidi iz uporednog dijagrama.

1

0lnA

A

- logoritamska deformacija ili deformacija III reda4.

A

F

o

uA

F

A

FS stvarno naprezanje

sila u taki ispitivanja

stvarni presjek epruvete u taki ispitivanja

M

V

E

P

m

ve

p

p=Fp/Ao -naprezanje granice proporcionalnosti

e=Fe/Ao -naprezanje granice elastinostiv=Fv/Ao -naprezanje granice teenjam=Fm/Ao -naprezanj granice zatezne vrstoe

stvarno naprezanje

uslovno naprezanje


7/44

7

Veza izmeu stvarnog i uslovnog naprezanja moe se odrediti polazei iz uslova o konstantnostizapremine pri plastinoj deformaciji:

V=A0l0=A1l1=......=const

4. Krive ovravanja

Zavisnost veliine stvarnog naprezanja u tijelu koje se plastino deformie pri linijskomnaprezanju od veliine deformacije izraava se grafiki krivom ovravanja.Kod hladne deformacije sapoveanjem stepena deformisanja kriva ovravanja po pravilu raste jer dolazi do pvravanju metalapri deformisanju.Da bi se mogla nastaviti plastina deformacija za svaku daljnju operaciju trebe poveatinaprezanje tj. poveati vanjsku silu kojom se vri deformacija.Ukoliko pri deformaciji nema ovravanjatada nakon postizanja granice teenja dalji proces deformacije se odvija sa konstantnim naprezanjem akriva ovravanja u tom sluaju poslije granice teenja postaje paralelna sa apscisom.

Kod vrue plastine deformacije istovremeno se deava i ovravanje i rekristalizacija tako da jeovaj dijagram slian kao kod idealne plastinosti.

Kod hladne deformacije naprezanje sa kojim se izvodi deformacija ne zavisi samo od veliine

deformacije nego i od nekih drugih osobina kao to su brzina deformisanja , temperatura deformisanja ,vrsta materijala i drugi.

Da bi mogli odrediti potrebno naprezanje za odreenu deformaciju moramo poznavati krivuovravanja naroito kod hladne prerade.U literaturi postoje dijagrami za neke materijale to jenedovoljno za praktino koritenje.Iz tog razloga u praksi se moraju konstruisati krive ovravanja zazadani materijal ukoliko se ele dobiti egzaktni podaci o stvarnim naprezanjima pri datim stepenimadeformisanja.Konstrukcija krive ovravanja moe se djelimino izvesti na osnovu ispitivanja probnihepruveta zatezanjem i izraza za vezu stvarnih sa uslovnim naprezanjima.Ta konstrukcija je mogua samodo take M tj. do pojave vrata na probnoj epruveti.

Budui da je kod stvarnog deformisanja stepen deformisanja vei nego kod ispitivanja probneepruvete to se za konstrukciju krive ovravanja iza take M koriste eksperimentalni podaci i izrazi

pojedinih autor koji su na osnovu svojih istraivanja predloili formule za konstrukciju tih krivih. Zavisno od toga koja vrsta deformacije se iskazuje na krivim razlikuju se krive ovravanjaprvog reda () , krive ovravanja drugo,greda ()-kontrakcija i krive ovravanja treeg reda ().Izgled tih krivih dat je sljedeim slikama:

eAA

AF UUUUS 1

)1(0

v

-dijagram naprezanja kod

idealne plastinosti


8/44

8

Koristei rezultate ispitivanja probnih epruveta na zatezanje i formula raznih autora sadranih uliteraturi mogue je konstruisati krive ovravanja za dati materijal koje se mogu koristiti zaizraunavanje potrebnih sila za deformisanje a pomou tih sila e se vriti izbor stroja na kojem e sevriti deformisanje.

5. Deformacioni otpori (naprezanje teenja , otpor deformaciji)

Deformacioni otpor predstavlja vrijednost naprezanja kod jednoosnog naponskog stanja pri

odreenim uslovima deformisanja kada poinje plastina deformacija zadatog materijala.Jednostavnija definicija kae da je deformacioni otpor vrijednost napona prijednoosnom

naprezanju koje dovodi do plastine deformacije.Iako su pojam deformacionog otpora i granice razvlaenja kod ispitivanja probne epruvete slini

pojmovi ipak meu njima postoji razlika.Granica razvlaenja predstavlja prirodnu karakteristikumaterijala koja se odreuje pri statikom ispitivanju probne epruvete na sobnoj temperaturi.Za razliku odtoga deformacioni otpor uzima u obzir temperaturu , brzinu i stepen deformacije tako da se on za isti

materijal moe razlikovati zavisno od ovih veliina.Napomenuli smo da kod hladne deformacije dolazi do ovravanja to znai da e se

deformacioni otpor mijenjati u ovisnosti od veliine stepena deformacije.Dimenzija deformacionog otpora je ista kao i dimenzija naprezanja (N/mm

2, N/mm

2).

Na osnovu datog objanjenja moe se postaviti veza izmeu granice razvlaenja i deformacionogotpora:

kf = ntndnvv

kfdeformacioni otporv- granica razvlaenjantkoeficijent uticaja temperature

ndkoeficijent uticaja stepena deformacijenvkoeficijent uticaja brzine deformacije

U praksi deformacioni otpor se moe odrediti eksperimentalno ali za date uslove deformisanja.

6. Promjena osobina metala pri zagrijavanju


9/44

9

Metal koji smo izloili hladnoj deformaciji je ovrsnut zbog pojave ovravanja pri hladnojdeformaciji (poveani pokazatelji vrstoe a smanjeni pokazatelji plastinosti).Ako tako ovrsnuti metalpodvrgnemo naknadnom zagrijavanju u njemu e se odvijati procesi suprotni od ovravanja , tj. moguse pojaviti povrati (odmori) i rekristalizacija.

Kod zagrijavanja na temperature ispod take rekristalizacije u metalu e se odvijati pojave povratato ustvari predstavlja smanjenje zaostalih napona i ralaksaciju unutranjih deformacionih kristala.Toznai da e se elastino deformisani kristali vratiti u prvobitno stanje.Rezultat povrata je da su se smanjilizaostali naponi , neznatno su smanjeni pokazatelj vrstoe , neznatno je poveana plastinost i poveana

je otpornost metala na koroziju.Ako se hladno deformisani metal zagrijao na temperature rekristalizacije tada e u metalu doi do

formiranja novih kristalnih zrna to se naziva rekristalizacijom a to e biti popraeno vraanjem osobinametala u prvobitno stanje tj. plastinost i pokazatelji vrstoe e poprimiti vrijednosti koje je taj metalimao prije hladne deformacije.

7. Uticaj temperature na proces deformacije

Kada se deformacija metala vri na povienim temperaturama (u vruem stanju) u metalu e seistovermeno odvijati i pojave ovravanja i pojave povrata i rekristalizacije.Ukoliko je ta temperatura

via plastinost metala e biti vea a vrijednost deformacionog otpora manja.Ta vrijednost deformacionogotpora moe biti nekoliko puta manja u odnosu na hladnu deformaciju to znai da e za oblikovanje togmetala trebati i znatno manja sila deformisanja.

Zbog ovih osobina vrue prerade danas veliki broj tehnolokih postupaka se izvodi u vruemstanju kao to su kovanje , valjanje , presovanje , istiskivanje , proizvodnja bezavnih cijevi , dubokoizvlaenje debelostijenih posuda i drugi.

Openito se moe rei da se vruom deformacijom proizvod moe bre oblikovati i to sa znatnomanjim silama negoli u hladnom stanju.

Postoji odreena grupa metala (cink , volfram , molibden ...) koji su krhki i koji se moguoblikovati samo u vruem stanju.

Odljevci kod nekih metala (koji predstavljaju polazni fabrikat za dalju preradu) mogu sadravati

krupnozrnastu strukturu sa raznim segregacijama i primjesama koji se ne mogu oblikovati u hladnomstanju.

Kod hladne deformacije usljed ovravanja nekad treba prekinuti proces deformisanja zbogopasnosti od razaranja tog metala i izvriti naknadno arenje da bi metal omekao i da bi se moglonastaviti daljnje deformisanje.

Kod vrue deformacije takva meuarenja nisu potrebna jer istovremeno metal i ovrava iomekava i to priblino istom brzinom tako da se praktino deformacioni otpori i plastinost nemijenjaju.

U zavisnosti od tehnolokog postupka polufabrikati kod vrueg deformisanja mogu biti lijevaniblokovi (ingoti) iliprethodno valjani proizvodi.Odljevak inae ima krupnozrnastu strukturu , sadrisegregacije , upljine i mjehurie.

Kod vrue deformacije takvog lijevanog polufabrikata dolazi do usitnjavanja metalnih zrna i do

zrna unutarnjih upljina to dovodi do poboljanja mehanikih i fiziko-hemijskih osobina deformisanogproizvoda.

U teoriji deformisanja granice pojedinih obrada se odvijaju na sljedeim temperaturama:

-hladna deformacija 0,3 Tt-vrua deformacija 0,7 Tt-nepotpuna hladna deformacija 0,30,5 Tt-nepotpuna vrua deformacija 0,50,7 Tt


10/44

10

Tttemperatura topljenja metala

Kod nepotpune hladne deformacije u metalu se uporedo sa ovravanjem javljaju i pojavepovrata to djelimino dovodi do omekavanja metala tj. dopoboljanja plastinosti.

Kod nepotpune vrue deformacije uporedo sa ovravanjem se odvija i djelimina kristalizacijato dovodi do nepotpunog omekavanja.U takvom metalu postojae i deformisani i omekani kristali toje vrlo nepovoljno jer to smanjuje mehanike osobine i moe dovesti do loma metala ako se deformacijaizvodi na tim temperaturama.

S obzirom na uticaj temperature na proces deformacije najpovoljnije je da se vrua deformacijaodvija na temperaturama potpune rekristalizacije jer e se tada postii najbolja plastinost i najmanjaopasnost od eventualnog loma pri deformisanju.

8. Uticaj temperature ne otpor deformacije

Deformacioni otpor kao karakteristika materijala koji se podvrgava deformaciji zavisi od viefaktora pri emu najveiuticaj ima temperatura na kojoj se vri deformacija.Openito sa poveanjemtemperature opada vrijednost deformacionog otpora.To opadanje nije ravnomjerno za sve vrste materijala.

Kod nekih legura moe u nekim temperaturnim intervalima da doe i do poveanja deformacionog otporato se objanjava faznim promjenama u datoj leguri.Na sljedeoj slici prikazana je zavisnostdeformacionog otpora za dvije vrste elika (meki i tvri elik).

Iz datih dijagrama se moe zakljuiti da sa porastom temperature deformacioni otpor i to znatnobre kod kod tvrih elika pri emu je taj pad najvei do temperature cca 700C .Sa daljnjim porastomtemperature taj pad deformacionog otpora je blai da bi na temperaturi od cca 1200C ta razlikavrijednosti deformacioniinog otpora za navedena dva elika bila svega 5%.

Kod izrade tehnologije deformisanja zadatog komada nuno je odrediti potrebnu silu zaoblikovanje na datoj temperaturi.Da bi se mogla odrediti sila mora se znati vrijednost deformacionog

otpora.U literaturi se mogu nai odgovarajue formule za proraun deformacionog otpora u zavisnosti odtemperature i vrste materijala.Jedan od tih izraza je dat sljedeom formulom:

= Me-mT

-pokazatelj mehanikih osobina (deformacioni otpor , zatezna vrstoa , tvrdoa)Tapsolutna temperatura KM , mkonstante koje zavise od vrste materijala

Ako se gornji izraz logoritmira dobije se:

ln=lnMmT

d.oni otpor

kf[N/mm2]

t[C]

elik 0300 elik 1531

d.oni otpor

kf[N/mm2]

t[C]800 1000 1200 800 1000 1200

600

500

400

300

200

100

600

500

400

300

200100


11/44

11

Odreeni autori su za elike sa sadrajem ugljika od 0,15 - 0,55% C i temperature 8701300Codredili vrijednost koeficijenta M i m tako da je:

lnM = 6,022

m = 34,410-4

ln= 6,02234,410-4T

Prilikom valjanja u vruem stanju za proraun deformacionog otpora koristi se formula Ekelund-a:

Kf=10(14-0,01t)(1,4+C+Mn+0,3Cr) N/mm2

Kfdeformacioni otport - temperatura valjanja

C,Mn,Crprocentualni sadraj legirajuih elemenata u eliku9. Uticaj temperature na plastinost metala

Kod hladne plastine preradeusljed ovravanja dolazi do poveanja deformacionog otpora ismanjenja plastinosti.Za razliku od toga kod vrue prerade sa poveanjem temperature smanjuje sedeformacioni otpor a poveava se plastinost.Najvea plastinost kod svih metala i njihovih legura vladana temperaturama rekristalizacije i te temperature se koriste kod vrue plastine obrade.Na timtemperaturama materijal ima najmanju vrstou , najmanji deformacioni otpor i najbolju plastinost.

Poveanje plastinosti sa porastom temperature nije isto kod svih metala.Kod nekih metalapoveanje e biti vee a kod nekih manje.

Sa porastom temperature iznad granice rekristalizacije u metalu dolazi do porasta zrna usljed egaplastinost opada.Takav materijal se u tehnologiji deformisanja definiekao pregrijani materijal.Takavpregrijani materijal se moe usitniti naknadnim arenjem tj. normalizacijom.

Ako se materijal suvie dugo zadrava na visokoj temperaturi u oksidativnoj atmosferi tada moedoi do oksidacije ugranica krupnih zrna pregrijanog materijala.Takav materijal se oznaava kao spaljenii on se pri plastinoj preradi raspada.Ovakav materijal se ne moe naknadno popraviti.

Plastinost materijala sa porastom temperature ne opada naisti nain kod svih materijala.To semoe vidjeti sa sljedeeg dijagrama kojeg je eksperimentalnim pute dobio istraiva M.iikov.

Na datom dijagramu kao pokazatelj plastinosti je uzeta relativna visinska redukcija.Granicuplastinosti definie ona visinska redukcija kod koje se poinju javljati pukotine na bonim stranama.

Kriva I odnosi se na ,metale i legure kod kojih se sa poveanjem temperature plastinostmonotono poveava.Ovako se ponaa veina ugljeninih i konstrukcionih elika.

Kriva II predstavlja metale i legure kod kojih plastinost opada sa poveanjem temperature.Ovakose ponaaju neke vrste visokolegiranih elika.

Kriva III odnosi se na metale i legure kof kojih se plastinost neznatno mijenja sa porastomtemperature.Ovako se ponaaju neki visokolegirani elici.

t[C]

granica

plastinosti

H

hH

1,00,9

0,8

0,7

0,60,5

0,40,30,2

0,1

0

800 900 1000 1100 1200 1300 1400

I

II

IIIIV

V


12/44


13/44

13

Kod definicije deformacionog otpora navedeno je da njegova vrijednost zavisi od vrste materijala ,stepena deformacije , temperature i brzine deformacije.Iz ove definicije se vidi da brzina deformacije

takoe utie na vrijednost deformacionog otpora a preko njega i na plastinost metala.Openito se moeuzeti da sa poveanjem brzine deformacije se poveava otpor deformacije a istovremeno smanjujeplastinost metala.Ovo poveanje nije isto kod svih metala , tako npr. kod magnezijevih legura , legurabakra i visokolegiranih elika plastinost metala se naglo smanjuje sa porastom brzine deformacije.Zarazliku od tih metala aluminijeve legure , niskolegirani i ugljenini konstrukcioni elici nisu tako osjetljivina promjenu brzine deformacije tj. plastinost se znatno ne mijenja.

Uticaj brzine deformacije nije isti kod vrue i hladne prerade.Kod vrue prerade sa porastombrzine deformacijedolazi do ovravanja tako da pri odreenim temperaturama i pored rekristalizacijemoe da doe do smanjenja plastinosti tj. da se deformacija izvodi u stanju nepotpune vruedeformacije.

Kod hladne deformacije uticaj brzine deformisanja nije toliko izraen jer je stepen deformisanjanajvie uticajan kod hladnog oblikovanja.Meutim kod velikih vrijednosti brzina deformisanja moe dadoe do poveanja plastinosti zbog djelovanja toplotnog efekta.

Prilikom deformisanja jedan dio uloene energije se troi za promjenu oblika i dimenzija radnogkomada a vei dio energije se izdvaja u metalu u vidu toplote.Budui da se istovremeno toplota odvodikroz zraenje u atmosferu i alat koji dodiruje radni komad to poveanje temperature komada a zavisitiod koliine odvedene toplote.Kod velikih brzina deformisanja koliina odvedene toplote e biti manja od

koliine razvijene toplote u komadu , usljed toga e doi do porasta temperature komada a time ipoveanja plastinosti.Ovo poveanje temperature komada naziva se toplotnim efektom pri deformisanju.Zajedniki uticaj hemijskog sastava, temperature ,stepena i brzine deformacije na deformacioni

otpor i plastinost je veoma sloen.U teoriji deformisanja djelovanje stepena, brzine i temperaturedeformisanja naziva se termo-mehanikim uslovima.Nemogue je raunski uzeti u obzir uticaj svih ovihveliina na vrijednost deformacionogotpora paa se u praksi koriste eksperimentalno dobijeni podaci zaodreeni materijal i unaprijed definisane uslove deformisanja.Na slijedeem dijagramu prikazan je uticajbrzine deformisanja i temperature na vrijednost deformacionog otpora za neki metal.

12. Uticaj vrue prerade na osobine metala

Prilikom vrue prerade prvobitna struktura koja je bila ljevana se razruava a usljed djelovanjarekristalizacije na temperaturama deformisanja stvaraju se nova sitna zrna tj. dobije se sitnozrnasta

struktura to znai da e vrue deformisani komad imati bolju strukturu od poetne lijevane strukture.Usljed djelovanja sile prilikom vrue obrade dolazi do zavarivanja unutarnjih upljina i pukotinatakoo da metal postaje homogen i poprima bolje osobine u odnosu na lijevanu strukturu.

Zbog usitnjavanja kristalnih zrna te zbog zavarivanja pukotina i upljina te drugih pojava koje seodvijaju pri vruoj deformaciji metal poprima bolje mehanike osobine.

Poboljanje mehanikih osobina je naroito izraajno do vrijednosti stepena deformisanja od 4-6da bi zatim te osobine blae rasle to se vidi iz sljedeeg dijagrama.

400

300200

100

0 600 800 1000 12000 600 800 1000 1200

700600

500400300

200

100

dinamiko deformisanjestatiko deformisanje

elik

u=510%/s

C=0,22%

u=500010000%/s

C=0,22%


14/44

14

Prilikom razrade tehnolokog procesa vrueg deformisanja potreno je obezbijediti takav stepen

deformacije da mehanike osobine budu najbolje.Prilikom vrueg deformisanja ukliko se deformacija ostvaruje uvijek u jednom pravcu dolazi do

izduivanja kristalnih zrna tako da metal pri takvom oblikovanju poprima izduenu strukturu vlaknastogtipa (tekstura).

Odlike izduene strukture se oituju u tome to su mehanke osobine metala bolje u pravcuizduenja kristala nego okomito na izduenje.Ovo takoer treba uzeti u obzir kod razrade tehnologijenaime ako se eli dobiti deformisani komad sa podjednakim mehanikim osobinama u poprenom ipodunom pravcu potrebno je vlaknastu strukturu razruiti ili termikom obradom (normalizacija) iliuvoenjem operacija deformisanja okomito na izduenje kristala.

Kombinacijom operacija iskivanja i sabijanja kod kovanja vlaknasta struktura se razruava iusitnjava tako da se dobije iskovani odkovak sa usitnjenim i pravilno oblikovanim zrnima tako dae mehanike osobine tog komada biti podjednake i u podunom i u poprenom pravcu.

Veliina zrna i mehanike osobine pri vruoj deformaciji zavise od termo-mehanikih uslova podkojima se izvodi deformacija.Uslovi trebaju biti takvi da se pri zavrnom oblikovanju dobije to sitnijastruktura i to bolje mehanike osobine.Za primjer uzmimo valjanje profila od ugljeninih elika.

Ugljenini elici imaju donju temperaturu rekristalizacije cca. 850 C jer e se tako dobiti inajsitnija struktura i najbolje mehanike osobine.Slino je i kod kovanja i kod drugih vruih obrada.

m

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

stependeformisan a

itd.

iskivanje

sabijanje


15/44

15

III USLOVI PLASTINE DEFORMACIJE I ODREIVANJE

DEFORMACIONIH SILA

1. Osnovni pojmovi iz naprezanja

Tijelo koje se deformie izloeno je djelovanju vanjskih sila koje se nazivaju aktivne a nasuprot

tome u tijelu se javljaju unutarnje sile koje se nazivaju reaktivna.Uz ove sile na dodirnim povrinama alata i radnog komada javljaju se sile trenja koje moemo

nazvati reaktivnim jer one sprjeavaju deformaciju.U nekim sluajevima sile trenja mogu biti i aktivne jerpotpomau deformaciju kao sto je sluaj

kod valjanja.

Kad je neko tijelo optereeno vanjskim silama tada se unutar tijela javljaju naprezanja kojepredstavljaju odnos naprezanja djelujue sile i povrine poprenog presjeka.

A

F

Naprezanje predstavlja jednu vektorsku veliinu koja se moe u taki djelovanja razloiti unormalnu i tangencijalnu komponentu.

Normalna komponenta sjeluje okomiti na povrinu i naziva se normalni napon (n).Komponenta koja lei u ravni naziva se tangencijalni napon (n).

Ukoliko u posmatranoj taci napregnutog tijela postavimo neki koordinatni sistem XYZ tada normalninapon nmoemo razloiti u komponentne napone x, y , z.

Tangencijalne napone takoer moemo razloiti u 6 tangencijalnih komponenti tako da se ukupnonaprezanje u posmatranoj taci moe predstaviti sa tri normalna i est tangencijalnih naprezanja.Topredstavljanje naziva se tenzor naprezanja i oznaava se kao :

zzyzx

yxyyx

xzxyx

U svakoj taci napregnutog tijela mogue je poloiti tri uzajamno okomite ravni na kojima etangencijalni naponi biti jednaki nuli.Te ravni u posmatranoj taci nazivaju se glavne ravni .U glavnimravnima tangencijalni naponi su nula a normalni naponi u tim ravnima nazivaju se glavnim normalnim

naponima i oznaavaju se kao 1, 2, 3.Analizom tangencijalnih napona u posmatranoj taci moe se utvrditi da u svakoj taki postoji 6

ravnina u kojima tangencijalni naponi imaju maksimalne vrijednosti.Te vrijednosti se nazivaju glavnim

tangencijalnim naponima i oznaavaju se kao 12, 23, 31.

2

2

2

13

1,3

32

3,2

21

2,1

Takoer se daljnjom analizom dolazi do relacije da su 1,2+2,3+3,1=0Iz ove relacije slijedi da je jedan tangencijalni napon jednak po intenzitetu zbiru druga dva

tangencijalna napona ali sa suprotnim djelovanjem.


16/44

16

Grafiko predstavljanje prisutnosti glavnih normalnih napona u nekoj taki tijela naziva se emanapregnutog stanja.Iako se naprezanja mijenjaju idui od take do take ipak se sa odreenim uprotenjima moe prihvatiti da ema ustvari odgovara emi deformisanja posmatranog tijela.

eme se predstavljaju u vidu kocki s astrelicama koje oznaavaju prisutnost i pravac glavnihnaprezanja.

Iz datih ema se vidi da one mogu imati iste i razliite predznake napona pa se onda takve emenazivaju istoimenim ili raznoimenim.Predznak za sabijanje je (-) a za istezanje je (+).

Zakljuak je da jednoosno naprezanje ima 2 eme , dvoosno 3 , a troosno 4 eme naprezanja.

2.Uslovi plastine deformacije

Deformisanje tileja do plastinog stanja e se odvijati ukoliko je tijelo izloeno odreenim silama iukoliko se u tijelu javljaju naprezanja ija vrijednost prelazi granicu teenja.Da bi dolo do plastinedeformacije u tijelu se moraju pojaviti odreeni tangencijalni naponi koji su u stanju da savladajuunutarnji deformacioni otpor materijala.Da bi se pojavili tangencijalni naponi glavni naponi moraju da

budu vei od nule i da se oni meusobno razlikuju tj.1> 2> 30

Ukoliko su naponi jednaki (1= 2= 3) tada nee doi do plastine deformacije bez obzirakoliko ti naponi iznose jer e tangencijalni naponi u takvom tijelu biti jednaki nuli.

Kada e nastupiti plastina deformacija zavisi od vrste napregnutog stanja i vrijednosti glavnihnormalnih napona.Razmotrit emo uslove naprezanja kod jednoosnog , dvoosnog i troosnog naprezanja.

1

1 1

1

1

1

22

1

22

1

22

1 1

1

1

22

3

3 1

1

22

3

31

1

22

3

3 1

1

22

3

-jednoosno (linijsko) naprezanje tijela

-dvoosno(ravninsko)

naprezanje tijela

3

-troosno (prostorno) naprezanje tijela


17/44

17

2.1. Uslovi plastine deformacije kod jednoosnog napregnutog stanja

1> 0 , 2= 3= 0Plastina deformacija kod jednoosnog napregnutog stanja nastupit e kada glavno normalno

naprezanje dostigne vrijednost stvarnog deformacionog otpora za zadati materijal tj. 1= kf.

1glavno normalno naprezanjekf deformacioni otpor

Budui da je kod jednoosnog naponskog stanja glavni tangencijalni napon

1max2

1

Tada imamo

fk2

1

2

11max

Plastina deformacija pri linijskom napregnutom stanju nastaje tada kada maksimalno naprezanjena smicanje dostigne kritinu vrijednost koja je jednaka polovini veliine deformacionog otpora u datom

stanju deformisanja.

2.2. Uslovi plastine deformacije kod dvoosnog napregnutog stanja

Kod dvoosnog (ravninskog) napregnutog stanja vrijednost glavnog normalnog naprezanja iznosi

1> 30 , 2= 0

Vrijednost glavnih tangencijalnih naprezanja za ovo stanje iznosi

-za istoimeno napregnuto stanje

)(2

1

313,1max

-za raznoimeno napregnuto stanje

)(2

1313,1max

Da bi dolo do plastine deformacije kod ravninskog napregnutog stanja potrebno je da naprezanjena savijanje dostigne maksimalnu vrijednost koja je ravna polovici vrijednosti deformacionog otpora pri

datim uslovima deformisanja.Prma toj definiciji emo imati:-za istoimeno napregnuto stanje

f

f

k

k

31

31max )(2

1

2

1

-za raznoimeno napregnuto stanje

f

f

k

k

31

31max )(2

1

2

1


18/44

18

2.3. Uslovi plastine deformacijekod troosnog napregnutog stanja

1> 2> 30

Kod troosnog (prostornog ) napregnutog stanja postoje 4 teorije o poetku plastinog deformisanjaPo prvoj teoriji (teorija najveih normalnih naprezanja) plastina deformacija poinje tada kada

najvee glavno naprezanje dostigne vrijednost deformacionog otpora kf nezavisno od toga koliko iznosedruga dva napona.Ispitivanjem je utvreno de je ova teorija daleko od stvarnih vrijednosti i ista se malokoristi u praksi.

Po drugoj teoriji (teorija najveih izduenja) plastina deformacija poinje tada kada najveapozitivna deformacija (izduenje) dostigne odreenu vrijednost.Budui da je i ova teorija daleko odstvarnih vrijednosti i ona se malo koristi u praksi.

Trea teorija (teorija maksimalnog tangencijalnog naprezanja) kae da plastina deformacijapoinje tada kada maksimalno naprezanje na smicanje dostigne vrijednost koja odgovara polovicideformacionog otpora za dati materijal i datim uslovima deformisanja.

Po ovoj teoriji ako je 1> 2> 3 onda je:

f

f

k

k

2

1

)(2

1

max

31

313,1max

Iz ove ralacije vidimo da se trea hipoteza svodi na ravninski sluaj naprezanja tj. ona zanemarujeuticaj srednjeg glavnog napona 2.Greka kod ove hipoteze iznosi oko 15% u odnosu na stvarnevrijednosti ali i pored tiga se dosta koristi jer je jednostavna i praktina.

etvrta teorija se naziva energetskom teorijom plastinosti i ona je najtanija.Ova teorija glasi: Proizvoljna elementarana estica metalnog tijelaprelazi iz elastinog u plastino stanje kada

intenzivnost naprezanja dostigne veliinu koja je jednaka vrijednosti deformacionog otpora za zadatimaterijal i zadate uslove deformisanja.

Analitiki to glasi:

2

2)()()(

/)()()(2

1

2

2

1,3

2

3,2

2

2,1

22

13

2

32

2

21

22

13

2

32

2

21

f

f

fi

k

k

k

Rijeima ovaj izraz glasi:Pri plastinoj deformaciji zbir kvadrata razlike glavnih normalnih naprezanja predstavlja odreenu

veliinu koja je jednaka dvostrukoj kvadratnoj vrijednsti deformacionog otpora pri datim uslovimadeformisanja.

3. Odreivanje deformacionih sila

Deformisanje zadatog tijela se izvodi pod djelovanjem vanjskih sila tj. stroja koji preko alataprenosi silu na radni komad.Toj sili opire se materijal svojim unutarnjim silama koje su zavisne

prvenstveno od vrste materijala a isto tako i od dimenzija komada i naina djelovanja vanjskih sila.Osimvanjskih i unutarnjih sila javljaju se i sile trenja na dodirnim povrinama izmeu alata i radnog komada.


19/44

19

Da bi se deformacija mogla odvijati moraju se savladati i sile trenja , tj. vanjska sila (sila maine)se mora uveati za dio potreban za savladavanje sile trenja.

Kod izraunavanja deformacionih sila koristi se pojam specifine sile ili specifinog pritiska kojipredstavlja odnos djlujue sile i projekcije dodirne povrine koja je okomita na pravac djelovanja sile.

Specifini pritisak je dat izrazom:

A

Fp

pspecifini pritisakFvanjska silaAprojekcija dodirne povrine

Iz datog izraza zakljuuje se da je za izraunavanje sile stroja (vanjske sile) potrebno odreditispecifini pritisak.On se moe odrediti raunskim ili eksperimentalnim putem.

Specifini pritisak Zavisi od deformacionog otpora , keficijenta trenja izmeu alata i radnogkomada i odnosa dimenzija radnog komada tj.

p=f(kf , f , d/h)

kfdeformacioni otporf - koeficijent trenja

d/h- odnos dimenzija

Prilikom deformisanja uz odreenja uprotenja moe se predpostaviti da je deformacioni otporkonstantan po cijeloj zapremini.Tada gornji izraz moemo predstaviti kao:

),(h

df

k

p

f

Ukoliko poznajemo kf i funkciju za specifini pritisak uz poznati koeficijent trenja i dimenzije d/htada moemo odrediti vrijednost specifinog pritiska.Meutim problem je kako iznai tu funkciju .Zaodreivanje tog specifinog pritiska postoji vie metoda koje su izveli razliiti autori.Tim metodamadobiju se odgovarajui izrazi ijim rijeavanjem se izraunava specifini pritisak.U veini sluajeva tiizrazi predstavljaju pribline vrijednosti jer su autori pri rijeavanju koristili razna uprotenja ili

eksperimentalno utvrene vrijednosti to se odraava na tanost predloene metode.Za prksu se koriste ininjerske metode a to je da se koriste izrazi koji e bit jednostavni zaprimjenu pri emu eventualna greka nije toliko bitna jer se svakako pri proraunu radi sigurnostiizraunata sila uveava za 1030% zavisno od postupka tako da se sa sigurnou moe odabratiodgovarajui stroj.

Kako glase te ininjerske formule vidjet emo u daljnjem izlaganju kada budemo obraivalipojedine tehnoloke postupke.


20/44

20

K O V A NJ E

Kovanje predstavlja postupak obrade metala deformacijom kojim se poetni materijal oblikuje uzadati proizvod djelovanjem udaraca ekia ili prese.Broj udaraca zavisi od maine i obino je vie od 1pri emu je obino kod ekia taj broj i vei.Kovanje se moe podjeliti na slobodno i ukovno.

Kod slobodnog kovanja materijal se deformie djelovanjem alata pri emu je irenje metalaslobodno u ravni koja je okomita ne djelovanje sile.Kod ukovnog kovanja metal se deformie pomoualata koji sadri upljinu-gravuru koja odgovara obliku proizvoda koji se eli dobiti kovanjem.

slobodno kovanje ukovno kovanje

Iz date definicije slijedi da se slobodno kovanje izvodi sa univerzalnim alatima koji mogu imatiravnu ili neku profilisanu povrinu.Za razliku od toga ukovno kovanje se izvodi specijalnim alatima ijioblik gravure odgovara samo tom proizvodu.

Budui da su alati skupi to e se ukovno kovanje koristiti kod serijske i masovne proizvodnje a slobodnokovanje kod pojedinane i maloserijske proizvodnje.

Kovanje se moe izvoditi u vruem i hladnom stanju.Hladnim kovanjem se proizvode manji dijelovi od materijala koji imaju dobru plastinost.Vrue kovanje se izvodi kako na malim tako i na velikim dijelovima u cilju smanjenja sile i brojapotrebnih operacija za oblikovanje.

1.Slobodno kovanje

Polazni materijal za slobodno kovanje moe biti lijevani blok-ingot , blum i gredica.Lijevaniingoti se koruste za kovanje otkovaka velikih dimenzija mase od 1 do vie stotina tona.Takvi dijelovi sunpr. brodska vratila , turbinske osovine , rotori generatora i slino.Blumovi (valjani polufabrikati kvadratnog ili okruglog presjeka sa prenikom odnosno stranicom veomod 150 mm) se koriste za kovanje otkovaka srednje veliine mase od par stotina kg do nekoliko tona.Takvi otkivci su npr. osovine i vratila maina (vagona) , razni diskovi , tokovi i slino.Gredice se koriste za kovanje manjih otkivaka a iste mogu biti kvadratnog , pravougaonog ili okruglogpresjeka sa dimenzijama stranice ispod 150 mm.

Slobodno kovanje se uglavnom izvodi u vruem stanju i to u pojedinanoj i maloserijskoj izradi.U slobodno kovanje spada i kovanje u seoskim kovanicama dok se industrijsko kovanje izvodi uspecijalizovanim pogonima-kovanicama koje su opremljene zagrijevnim mehanizmima , deformacionimmainama , mainama za austiranje i ispitivanje otkovaka.

1.1Maine i alati za slobodno kovanje

Za slobodno kovanje koriste se slijedee deformacione maine:-ekii-prese-specijalne maine

bat

polazni materijal

otkivak

nakovanj

gornji alat

polazni komad

gravura

donji alat


21/44

21

Od ekia za slobodno kovanje koriste se parozrani , pneumatski , hidraulini , gasno-hidraulini,mehaniki i eksplozivni ekii.Od nabrojanih najiru primjenu imaju parozrani i pneumatski ausavremenim kovanicama sve vie se uvode hidraulini i gasno-hidraulini ekii.ekii se koriste zaizradu otkovaka manjih i srednjih masa (od 1 kg do nekoliko tona).

Od presa koje se koriste za deformaciju metala za slobodno kovanje se uglavnom koristehidrauline prese.Krivajne i zavojne prese nisu pogodne za slobodno kovanje pa se zato i ne koriste uovoj tehnologiji.Slobodno kovanje na hidraulikim presama se izvodi uglavnom kod veih otkivaka samasom od 1 tone do nekoliko stotina tona , to znai da se radi o presama sa velikom pritisnom silom tako

da u kovanicama susreemo hidraulike prese nominalne sile od nekoliko stotina tona pa do 20.000 ivie tona.

Specijalne maine predstavljaju specijalizovane ureaje namjenjene za proizvodnju odreenogtipaproizvoda slobodnim kovanjem kao to su npr. horizontalne kovake maine na kojima se kuju ipkastiotkovci.

Alati za slobodno kovanje nazivaju se nakovnjima a obino se sastoje iz dva dijela (gornji i donji)ije udarne povrine mogu biti ravne iliprofilisane.Neke kombinacije date su slijedeom emom:

ravni alat rombski alat radijusni alat kombinacija rombskog i ravnog

Na jednom alatu se mogu kovati otkivci razliitih oblika i dimenzija pri emu radni komadprilikom kovanja izvodi obrtno i aksialno pomjeranje (u povratnom hodu alata).To znai da uz presu

moramo imati odgovarajui ureaj-mainu pomou koje e se vriti pomjeranje i obrtanje otkivkaprilikom kovanja.Te maine se nazivaju manipulatorima i oni suobino postavljeni neposredno uz presuili eki na kojima se vri kovanje.

Osim ovih maina u kovanici moraju postojati zagrijevne pei u kojima e se vriti zagrijavanjeuloka a uz to jo pei za termiku obradu otkovka (normalizacija ili poboljanje).

Nakon kovanja i termike obrade sa otkivaka se moraju uzeti probe radi mehanikih i drugihispitivanja.Zbog toga u austarnom odijeljenju kovanice moraju postojati pile za odsijecanje proba a istotako i prese radi ravnanja iskrivljanih otkovaka.Ovome treba dodati i dizalice sa kojima se vri transportotkivaka unutar kovanice radi obavljanja potrebnih operacija.

1.2Kovake operacije

Kovake operacije se dijele na:-pripremne-kovake-zavrne (austarne)

Pripremne operacije obuhvataju pripremu polaznog materijala i njegovo zagrijavanje na potrebnetemperatue kovanja.Pripremne mogu da budu npr. rezanje bluma na potrebne duine polaznog materijala.Rezanje se moe izvoditi gasno ili na mainama (pilama). Zagrijavanje se najee izvodi u komornimpeima koje se loe nekim gorivim gasom a mogue je koristiti i elektro pei.


22/44

22

Kovake operacije su one koje se izvode na deformacionim mainama. Zavrne operacije obuhvataju sve one zahvate koje treba uraditi na otkivku nakon zavrnog

kovanja.One obuhvataju : hlaenje , termiku obradu , odsijecanje proba , ravnanje , ispitivanjemetodama bez razaranja itd.

Kovake operacije

Zadati otkivak se na deformacionoj maini oblikuje iz poetnog komada sa sa jednom ili vie

raznovrsnih kovakih operacijaijibroj zavisi od oblika i dimenzija polufabrikata i zadatog otkivka.One mogu da budu : sabijanje , iskivanje , probijanje , uvijanje , proirivanje , odsijecanje , kovakozavarivanje i druge.

a) Sabijanjeje kovaka operacija kod koje se smanjuje visina poetnog komada na raun poveanjapoprenog presjeka.

H > hA0


23/44

23

kgVh

Dm V

1017,017,1

1

1

D1,h1[mm] - promjer i visina komada nakon sabijanja

V [N/mm2]granica teenja metala na temperaturi sabijanja (deformacioniotpor)

-stepen visinske redukcije na posljednjam udaru

=0,025 za teke otkovke=0,06 za manje otkovke

V [cm3] - volumen komada koji se sabija

-Izbor prese se vri na osnovu prorauna sile sabijanja koja se raun aprema formuli:

NAh

DF V

1

117,01

- koeficijent koji zavisi od dimenzija polufabrikata

=0,5 0,8A [mm2] -povrina poprenog presjeka nakon sabijanjaV[N/mm

2] - granica teenja na temperaturi sabijanjaD1,h1[mm] - visina i prenik nakon sabijanja

b) Iskivanje (izduivanje)je kovaka operacija kojom se smanjuje popreni presjek komada na raunpoveanja duine.

A0>A1l0< l1

A0 A1 l0poetna duina komadal1duina nakon iskivanja

Ova operacija se koristi kada se eli dobiti traeni oblik i dimenzije odreenog detalja na otkivkuna raun smanjenja poetnog presjeka.

Ova operacija se moe izvoditi na ekiima ili presama zavisno od veliine otkivka.Kod ove

operacije komad se nakon svakog udarca zakree za odreeni ugao oko svoje ose da bi se dobio traenioblik poprenog presjeka.Da bi se dobila kvalitetnija povrina koriste se razni uloci sa profilisanim povrinama koje

odgovaraju obliku otkivka te se tim umetcima postie i kvalitetnija povrina i tanija dimenzija.

poetni komad otkovak

gornji alat

donji alat


24/44

24

Kod izrade upljih otkivaka koristi se jedna posebna operacija koja se naziva iskivanje natrnu tojepokazano sljedeom slikom:

Operacija iskivanja na trnu se izvodi tako to se prethodno na polaznom materijalu probije otvorodgovarajueg promjera (promjer trna) a zatim se navue natrn i nastavlja kovanje na presi ili ekiu natraeni oblik pri emu trn stalno ostaje unutar otkivka.Po zavrenom kovanju otkivak se skida sa trna iupuuje za daljnju preradu.Trn se prije navlaenja predgrije na temperaturu 150 - 250C i premae se

nakim mazivim sredstvom.-Izbor ekia za operaciju iskivanjase vri prema slijedeoj formuli:

kglbhh

lm V

00

0

17,017,1

m [kg] -masa padajueg dijela ekia - koeficijent koji zavisi od oblika udarne povrine

=1 za ravne povrine=1,25 za profilisane povrine

l [cm] - veliina posmakah0,b0[cm]visina i irina polufabrikata

V[N/mm2

]granica teenja na temperaturi deformisanja - stepen deformacije za jedan udar

-Izbor prese

Nh

lF V

0

17,01

F [N] - sila prese

- koeficijent koji zavisi od oblika polufabrokata

= 0,5 0,8l [mm] - veliina posmaka

h0,b0[mm]visina i irina polaznog komada

odkovak

trn

alat

alat

pridravanje trnaklijetima manipulatora


25/44

25

c) Proirivanje

Proirivanje je kovaka operacija kojom se poveava prenik polaznog prstena na raun smanjenjadebljine.Za ovu operaciju koristi se poseban pristroj koji se postavlja na presu i na koji se navlai prstenkojem treba poveati promjer.

d) Probijanje

Probijanje je kovaka operacija kojom se u otkivku izrauje otvor odgovarajueg promjera koji semoe protezati po cijeloj visini otkivka ili do neke odreene visine.Ovom operacijom se postie uteda nesamo u materijalu nego se smanjuje i vrijeme izrade koje bi bilo kudikamo due da se taj otvor naknadnoradi buenjem na nekom stroju sa skidanjem strugotine.

Za ovu operaciju postoje neki zahtjevi vezano za dimenzije. Tako tehnologija propisuje da prenik

probijaa treba da se kree u granicama 1/2 , 1/3 vanjskog promjera komada.Puni probojci se koriste zapromjere ................ a uplji za promjere od 400 1000 mm. Prije probijanja potrebno je primjenitioperaciju sabijanja da se poravnaju eone povrine nakon ega se probijanjem prvo utisne otvor do nekemanje dubine u koji se zatim usipa sredstvo za podmazivanje a tek onda se nastavlja probiajnje do

potrebne mjere.

Zavisno od potrebe koristit e se druge kovake operacije kao to su : savijanje , uvijanje ,odsijecanje a nekad i kovako zavarivanje.

prsten

pritiskiva

oslonac

pritiskiva

uplji probojac

prstenasti umeta

otkivak

uplja ploa

pritiskiva prese

puni probojac

umetak

otkivak

uplja ploa


26/44

26

1.3Razrada tehnolokog postupka izrade otkivka

Prije nego to se pristupi kovanju odnosno izradi otkivka potrebno je prethodno razradititehnologiju tj. definisati potrebne operacije i za svaku operaciju odrediti potrebne parametre da bi sedobile zahtjevane veliine.Razrada se vri u odjeljenju pripreme kovanice a isto obavljaju iskusnitehnolozi koji poznaju sva postrojenja u kovanici i koji imaju odgovarajue iskustvo u primjeni ovakvetehnologije.Prilikom razrade potrebno je uraditi slijedee:

1.izraditi crte otkivka2.odrediti dimenzije i masu polaznog polufabrikata3.odrediti vrste kovakih operacija4.napraviti tehnoloku kartu kovanja5.odrediti reim zagrijavanja i dogrijavanja6.odrediti reim hlaenja nakon kovanja7.odrediti termiku obradu nakon kovanja8.definisati austane operacije9.proraunati potrebne sile kovanja i izabrati postrojenja na kojima e se izvoditi propisana

tehnologija

2.

Ukovno kovanje (kovanje u ukovnjima , utopno kovanje , kovanje u matricama)

Ukovno kovanje predstavlja tehnoloki postupak obrade metala deformacijom u specijalnimalatimaukovnjima koji sadre upljinu koja odgovara obliku koji se eli dobiti.Za razliku od slobodnogkovanja kod ukovnog kovanja irenje metala je sprijeeno bonim stranama gravure.Ovaj postupak ima iprednosti i nedostatke u odnosu na slobodno kovanje.

Prednosti su:-visoka proizvodnost koja je nekoliko puta vea negoli kod izrade istih otkivaka kod slobodnog

kovanja-tanije mjere , bolji kvalitet povrine i manji dodaci za naknadnu obradu-mogue je raditi otkivke i sloenog oblika

Nedostaci su:-zbog potrebe specijalnog alata proizvodnja ovom tehnologijom se svodi na manje otkivke do

200 kg a rijee do 1000 kg-zbog visoke cijene ukovnja i mogunosti izrade samo jednog tipa otkivaka u tom ukovnju ovajpostupak je isplativ samo u sluaju veih serija

Iz svega ovog slijedi da se ukovno kovanje primjenjuje kod manjih otkivaka koji se proizvode u serijskoj

i masovnoj proizvodnji.Danas se ukovno kovanje iroko primjenjuje u auto industriji , traktorskojindustriji , vojnoj industriji , industriji kunih aparata , avio industriji itd.


27/44

27

2.1 Opis procesa kovanja

Oblikovanje komada kod ukovnog kovanja se izvodi u upljinama ukovnja koje se nazivajugravurama.Alat (ukovanj) se sastoji od najmanje dva dijela tj. donjeg i gornjeg ukovnja i u svakom odnjih je uzraen dio upljine zadatog otkivka tako da nakon dodira gornjeg i donjeg ukovnja se dobijeukupna upljina koja odgovara obliku zadatog proizvoda.

Proces ukovnog kovanja emo objasniti slijedeom slikom:

1-poetni komad2-oblikovani otkivak sa vjenac3-vjenac

4-otkivak5-materijal koji se oblikuje

6-gornji ukovanj7-donji ukovanj

8-gravura u gornjem ukovnju9-gravura u donjem ukovnju

10-malj ekia (pritiskiva prese11-klin

12-nakovanj (postolje prese)13-klin

14-kuite ekia (prese)

10

11

6

8

5

9

7

12

1314

1

2

3

4


28/44

28

Proces kovanja poinje stavljanjem polaznog materijala u razmaknute ukovnje.Zatim se udarcemekia gornji ukovanj primie donjem pri emu se materijal deformie i popunjava gravuru.Kad jematerijal potpuno ispunio gravuru ukovnji se razmiu i otkovak se vadi napolje.U ravni sastava ukovnjaoko otkivka se formira vijenac koji se naknadno na presi odvaja od otkivka posebnim alatom za

probijanje.Vijenac predstavlja otpadak a otkivak ide na dalju obradu.Kovanje se moe izvoditi u vruem i hladnom stanju.Hladno se kuju mali otkivci od materijala

visoke plastinosti kao to su ekseri , manji vijci , navrtke i drugo.Vei otkivci i otkivci od materijalamanje plastinosti se kuju u vruem stanju ime se ime se smanjuje sila deformisanja i poveava

plastinost.U ovisnosti od sloenosti i dimenzija otkovka kovanje se moe izvoditi u samo jednoj ili savie gravura tako da se materijal postepeno pribliavakonanom obliku zadatog proizvoda.

2.2 Maine za ukovno kovanje

Kretanje alata i obezbjeenje potrebne sile za deformaciju ostvaruje se mainama nakoje sepostavljaju ti alati tj. ukovnji.

Maine mogu da budu:-ekii-prese-kovaki valjci

-horizontalne kovake maine-specijalne maine

Od ekia najvie se koriste parozrani , pneumatski a u novije vrijeme hidraulini i gasno-hidraulini ekii.Koriste se ekii kako udarnog tako i protuudarnog djelovanja.Veliina ekia zavisi odveliine otkivka tako da se udarni ekii koriste kod manjih otkivaka,a protuudarni (koji imaju visokuudarnu energiju) se koriste kod izrade velikih i sloenih otkivaka.

Prese koje se koriste za ukovno kovanje mogu da budu krivajne , hidrauline i zavojne prese. Krivajne prese se koriste kod izrade manjih a hidrauline kod izrazito velikih otkivaka.Zavojne se koriste za izradu otkivaka veih visina koji se oblikuju na principu ubadanja i istiskivanja.

Kovaki valjci su maine koje se koriste kod pripremnog kovanja pri emu je gravura postavljena

pri obodu valjaka tako da se pri obrtanju valjaka polazni materijalipka oblikuje u traeni oblik.Horizontalne kovake maine su specijalne maine koje sadre tri gravure i koje se kreu u

razliitim ravnima.Na takvim mainama se mogu dobiti otkovci koji se ne mogu izraditi na ekiima ilipresama a uz to ove maine imaju i veliku proizvodnost.

Specijalne maine automati , predstavljaju maine koje su namjenjene za izradu specijalnihotkivaka i namjenjene su za velikoserijsku i masovnu prizvodnju (automati za eksere , vijke i slino).

2.3 Vrste kovakih gravura i njihov izbor

Polazni materijal za ukovno kovanje su veinom ipkasti materijali okruglog , kvadratnog ,

pravougaonog ili nekog slinog presjeka odreene duine.Iz takvog materijala u veini sluajeva nijemogue izraditi sloeni otkivak sa samo jednom gravurom.Zato se mora koristiti vie gravura iji e oblikbiti takav da se materijal postepeno oblikuje i pribliava konanom obliku i dimenzijama zadatogotkovka.S obzirom na oblike pojedinih gravua iste se dijele na:

-pripremne-predzavrne i-zavrne


29/44

29

Pripremnim gravurama se materijal priprema tj. postepeno oblikuje i pribliava zavrnom oblikuotkivka.

Predzavrne gravure su po obliku sline zavrnim gravurama i imaju zadatak da to vie priblieotkovak zadanom obliku tako da se time to vie smanji deformacija pri zavrnom kovanju.

Zavrna gravura predstavlja konanu gravuru u kojoj se dobija konani oblik traenog otkivka.Pripremne gravure mogu da budu otvorene ili zatvorene.Kod otvorenih gravura bone stranice ne

sprijeavaju slobodno teenje materijalaU zatvorenim gravurama teenje je ogranieno zidovima gravure u horizontalnim pravcima to je

vidljivo sa slijedee slike.

Zavisno od toga kakva deformacija se odvija u pripremnoj gravuri iste su dobile odgovarajuenazive.Tako da mogu da budu:

-gravure za oblikovanje

-gravure za izduivanje-gravure za savijanje-gravure za sabijanje-gravure za smanjenje presjeka itd

Zavisno od sloenosti otkivka koristit emo jednu ili vie pripremnih gravura odgovarajuihoblika i dimenzija.

Predzavrna gravura razlikuje se od zavrne tako to ima neto vee visine otkivka negoli zavrnegravure,zatim vee radijuse prelaza,vee nagibe stranica.Predzavrna gravura nema kanal za vijenac.

Zavrna gravura predstavlja tani otisak zadatog otkivka sa dimenzijama u vruem ili hladnomstanju.Zavrna gravura je jedina gravura koja ima kanal za vijenac.Razliku izmau zavrne i predzavrne

gravure vidimo sa slike:


30/44

30

Osnovni zadatak predzavrne gravure je da se u njoj komad to vie priblii zavrnom obliku takoda u zavrnoj gravuri imamo to manju deformaciju tek toliko da se dobiju potrebne dimenzije.Upotrebapredzavrne gravure smanjuje habanje zavrne gravure i produava njen radni vijek tj. moemo iskovativei broj otkivaka negoli kad se ne koristi predzavrna gravura.

Izbor gravura

Da li e se kod kovanja nekog otkivka koristiti jedna ili vie gravura tj. da li e se koristitipredzavrna gravura zavisi od niza faktora a to su:

-veliina otkivka-sloenost oblika-tanost i kvalitet povrine-veliina serije

Osnovno je da svaki otkivak mora imati zavrnu gravuru.Kada se eli sauvati zavrna gravura iproduiti njen radni vijek koristit e se predzavrna gravura ali vodei rauna o tome kako e ona uticatina cijenu izrade.To znai da se prije odluke mora napraviti raunica pa vidjeti kolika e cijena biti sa akolika bez predzavrne gravure.

Priprema gravure e zavisiti od veliine i sloenosti otkivka.Odreivanje pripremnih gravura sevri na osnovu preporuka iz literature.Za otkivke izduenog oblika izbor pripremnih gravura se vri na

osnovu konstrukcije i analize reduciranog otkovka.Kod izbora pripremne gravure takoer treba izvriti procjenu trokova.Kada se radi o velikim

serijama trokovi alata pripremnih gravura e se podijeliti prema broju komada ser ije,tako da evjerovatno konana cijena biti prihvatljiva.

U sluajevima manjih serija cijena alata e znatno uticati na cijenu proizvoda tako da se umjestopripremnih gravura upotrebi slobodno kovanje (koje traje due i manje su tana a samo zavrno kovanjeda se izvede zavrnom gravurom).

2.4 Konstrukcija crtea otkivka za ukovno kovanje

Ukovno kovanje predstavlja takvu tehnologiju kojom nije mogue dobiti tane dimenzije i kvalitet

povrine koji se zahtijevaju od mainskih dijelova.Zato se kod razrade tehnologije moraju predvidjetiodgovarajui dodaci na tim povrinama koji e se naknadno odstraniti mainskom obradom sa skidanjemstrugotine.To znai da se kod projektovanja tehnologije ukovnog kovanja mora prvo konstruisati crteotkivka.On se konstruie na osnovu radionikog crtea mainskog dijela.

Prilikom konstrukcije crtea treba uzeti u obzir slijedee:-podiona ravan i linija sastava ukovnja-kovaki dodaci i tolerancije-nagibi bonih stranica-radijusi zaobljenja

-slijepa udubljenja i ploice za probijanje-vrue kote

a) Podiona ravan i linija sastava ukovnja

Da bi se mogao izvaditi iz ukovnja potrebno je da ukovnji budu izraeni iz dva ili vie dijelovazavisno od maine na kojoj e se vriti kovanje.Ravan gdje se sastavljaju ukovnji naziva se podiona ravanotkivka a kontura presjeka u toj ravni naziva se diobenom linijom otkivka.Na zadatom mainskom dijelukao prvu stvar treba postaviti poloaj podione ravni.Kod odreivanja te ravni treba voditi rauna dapopunjavanje gravure bude to lake i da se one to ravnomjernije popunjavaju.Opte pravilo kodpostavljanja ove ravni je da se ona uzima u ravni dviju najveih osa zadatog mainskog dijela.Od togpravila se moe ponekad odstupiti kada se nekim drugim poloajem moe utediti masa poetnogmaterijala,smanjiti opseg rubnog vijenca itd.


31/44

31

b) Kovaki dodaci i tolerancijePovrine koje e se naknadno mainski obraditi treba da sadre dodatke za obradu koji se nazivaju

kovaki dodaci.Budui da prema pravilima projektovanja svaka mjera ima dozvoljeno odstupanje ,toleranciju ,te i kod konstrukcije crtea treba predvidjeti i kovake tolerancije.

Kovaki dodatak e se uzimati samo na one povrine koje e se naknadno mainski obraditi.Ukoliko mainski crte predvia povrine koje ne treba naknadno obraditi tad se na te povrine ne uzimakovaki dodatak.

Kovake tolerancije se moraju uzimati na sve mjere.Odreivanje kovakih dodataka i tolerancija

se izvodi prema odgovarajuim standardima (JUS,DIN,GOST).Standardima je opisano kako se vri tajizbor i daju se preporuke za veliinu tih vrijednosti.Prilikom konstruisanja crtea otkivka punom linijomse crtaju konture otkovka sa kovakim dimenzijama dok se crtkanom ili tankom linijom crtaju konturedijela sa mainskim dimenzijama.

c) Nagibi bonih stranicaDa bi se obezbijedilo bolje teenje metala i bolje popunjavanje gravure prilikom deformisanja te

da bi se lake ivadio otkivak iz gravure potrebno je da se sve vertikalne stranice odnosno straniceparalelne sa kretanjem alata izvedu pod odreenim nagibom.

Vrijednost uglova nagiba zavisi od vrste kovake maine.Navode se u standardima ilipreporukama (=5-7 =7-10).

podiona ravan

dk

dm

k

+T

-T dmmainska mjeradkkovaka mjerakkovaki dodatak za mainsku obradu+T -T -dozvol ena odstu an a od kovake m ere

dk=(dm+k)+T-T

- vanjski nagibi- unutranji nagibi

podiona

ravan


32/44

32

d) Radijusi zaobljenjaPo pravilima na otkivku ne smiju biti otre ivice tj. otkivak mora imati radijuse zaobljenja na svim

prelazima.Dva su razloga za to:-time se obezbjeuje lake popunjavanje gravure-gravura sa radijusima ima manju koncentraciju naprezanja i manja je mogunost nastajanjaprslina na takvim prelazima.

Rr

Radijusi zaobljenja se takoer uzimaju prema preporukama i standardima tako jedna preporukakae da je

r = 210 mm , R = (2,53,3)r + 0,5 mm

e)

Slijepa udubljenja i ploice za probijanjeUkoliko otkivak sadri rupu dovoljnih dimenzija ija osa se poklapa sa pravcem kretanja alatatada radi utede materijala se moe na mjestu gdje se nalazi rupa utisnuti slijepo udubljenje koje jerazdvojeno ploicom a ta ploica e se probiti zajedno sa vijencem nakon kovanja.Ako je rupa malihdimenzija tada e se na otkivku izvriti uprotenje tj. posmatrat e se i izraditi otkovak sa punimpresjekom kao da nema rupe.

mmHHds 6,0525,045,0

Oblik,dimenzije i nain konstrukcije slijepih udubljenja i ploice dat je preporukama u literaturi.Sam oblik ploice moe da bude slijedei:

runutranji radijus

Rvanjski radijus

dodaci+nagibi+radijusi zaobljenja

H s

d

podiona ravan


33/44

33

f) Vrue koteDa bi se mogla konstruisati zavrna gravura potrebno je odrediti vrue kote tj. dimenzije otkivka

na temperaturi kovanja budui da je dolo do poveanja dimenzija usljed irenja metala zbogzagrijavanja.Prilikom izraunavanja vruih kota uzima se u obzir koeficijent irenja koji se moe nai uliteraturi zavisno od vrste materijala i temperature kovanjaprema tome vrue kote e biti

kv dud

dvvrua kotadkkovaka mjerau - koeficijent poveanja dimenzija

Kada se izraunaju sve vrue kote,na crteu otkivka se kotiraju i upisuju hladne kovake mjeredok se vrue mjere upisuju u zagradi.

2.5 Rubni vijenac i rubni kanal

Prilikom kovanja u zavrnoj gravuri na sastavu gornjeg i donjeg ukovnja izrauje se jedan kanalpo obimu otkovka koji se naziva rubni kanal.Prilikom kovanja u taj rubni kanal istie viak materijala kojitako formira rubni vijenac koji se nakon vaenja iz zavrne gravure odree sa posebnim alatom naposebnoj presi koja se nalazi blizu kovakog stroja za zavrno kovanje.Taj rubni vijenac predstavljaotpadak koji se vraa u eljezaru na ponovno topljenje.Rubnikanal ima slijedeu namjenu:

1.da se u tom kanalu formira vijenac ali tako da kanal svojim oblikom prisili metal da prvo popuni

gravuru a tek poslije da viak metala istekne u kanal za vijenac.To se postie tako to kanalvijenca ima sueni diokoji se naziva most kanala i koji svojim suenjem i zahlaenjem metalapoveava otpor teenja metala ka irem dijelu kanala-vijencu.

2.Kod prorauna mase uloka za ukovno kovanje uzima se neto vie materijala kao sigurnost dase gravura popuni.Taj viak materijala treba da nakon popunjavanja gravure istekne u kanal zavijenac

3.Rubni vijenac koji se formira u kanalu predstavlja neku vrstu amortizera udara jer je tajmaterijal usljed zagrijanosti meki od materijala gravure.Ovim se sprijeava eventualno pucanjegravure i produava njen radni vijek.

Oblici kanala za vijenac mogu biti razliiti a zavise od oblika otkivka i njegove sloenosti.Nekioblici su predstavljeni slijedeim slikama:

Kanal tipa I je najvie primjenjivani kanal koji se koristi kod otkivaka srednja sloenosti.


34/44

34

Kanal tipa II se koristi kod otkivaka kod kojih je lake prosijecanje vijenca kad je on obrnutopostavljen u alatu za prosijecanje.

Kana tipa III se koristi kod sloenih otkivaka kod kojih se mora predvidjeti vei dodatakmaterijala radi sigurnosti popunjavanja gravure te stoga magacin mora imati veu zapreminu da bi primiosav viak materijala.

Kanal tipa IV se koristi kod izrazito sloenih otkivaka kod kojih je popunjavanje gravure oteanopa se moraju poveati otvori na mostu kanala ime e se prisiliti metal da popuni zavrnu gravuru,a tekpotom da istee u kanal za vijenac.

Izbor rubnog kanala

Oblik rubnog kanala se bira prema sloenosti otkovka to se uglavnom zasniva na iskustvu.Dimenzije kanala se odreuju proraunom visine mosta kanala (h) prema formuli:

0015,0 Ah

h [mm] - visina mostaA0[mm

2]povrina otkovka u ravni sastava ukovnja

Nakon izraunavanja visine h ide se u tabele koje su date u literaturi i u kojima su date sve drugedimenzije za izabrani tip kanala.

Kada su odreene dimenzije kanala potrebno je odrediti i zapreminu materijala koja e popunitikanal za vijenac i ta zapremina se uzima u obzir kod prorauna uloka.Zapremina vijenca se odreujeprema izrazu:

kv AOkV

Vv[mm3]zapremina vijenca

k - koeficijent popunjavanja kanala

k 0,7O [mm] - obim otkivka u ravni sastava ukovnja

Ak[mm2]povrina poprenog presjeka kanala za vijenac (iz tabele izabranog kanala)

2.6 Reducirani otkivak

Definicija reduciranog otkovka predstavlja teoretski otkivak krunog presjeka iste duine kao

zadani otkivak kod kojeg u svakom presjeku povrina odgovara povrini stvarnog otkivka uveanog zapovrinu vijenca u datom presjeku tj.:

Ar= A0+ 2Av

Arpovrina poprenog presjeka reduciranog otkivkaA0povrina poprenog presjeka zadatog otkivkaAvpovrina poprenog presjeka rubnog vijenca

Av= kAk0,7Ak


35/44

35

Ar= A0+ 1,4Ak

Budui da su popreni presjeci krunog oblika to e prenik reduciranog otkivka u posmatranojtaci da iznosi:

rr

r

rr

AA

d

dA

13,14

4

2

drprenik reduciranog otkivka

Reducirani otkivak se koristi kod izbora pripremnih gravura za otkivke izduenog oblika (poluge).Osim toga reducirani otkivak slu za konstrukciju pripremnih gravura kao i za proraun dimenzija uloka.Da bi se izabrale vrste pripremnih gravura kod otkivka izduenog oblika treba izvriti konstrukcijureduciranog otkivka na osnovu crtea otkivka zadatog proizvoda uzimajui u obzir definiciju reduciranogotkivka.To znai da na zadatom otkivku treba odrediti niz taaka po njegovoj duini u kojima e seizraunati povrina poprenog presjeka A0. Taj proraun se unosi u tabelu koja sadri slijedee podatke:

Kada su izraunati prenici reduciranog otkivka pristupa se konstrukciji tako da se u svakoj tacipresjeka simetrino nanose vrijednosti u razmjeri za ----------.Spajanjem tih taaka dobije se konturareduciranog otkivka.

Redni broj Povrina Povrina Povrina reduciranog Prenik reduciranogpresjeka otkivka A0 kanala Ak otkivka Ar=A0+1,4Ak otkivka dr=1,13 Ar


36/44

36

Nakon konstrukcije konture reduciranog otkivka i krivulje povrine potrebno je izraunati i ucrtata

konturu srednjeg presjeka reduciranog otkivka tako to emo uzeti prvo:

Vr= V0+ Vv

Vrzapremina reduciranog otkivkaV0zapremina otkivkaVvzapremina vijenca

r

sr

srrl

VA

Ar srsrednji reducirani presjeklr -duina reduciranog otkivka

srrsrr Ad 13,1

Nakon ucrtavanj srednjeg presjeka uoava se da kontura srednjeg presjeka presjeca kontutureduciranog otkivka.Dio otkivka gdje je dr> dr sr naziva se glava reduciranog otkivka a dr< dr sr nazivase krak reduciranog otkivka.Njihove duine su oznaene kao lg i lk.

Reducirani otkivak koji ima samo jednu glavu i jedan krak naziva se prosti reducirani otkivak.Reducirani otkivak koji ima vie glava i krakova naziva se sloeni reducirani otkivak.

Usluaju sloenog reduciranog otkivka potrebno je isti podijeliti na proste reducirane otkivke odkojih e svaki imati samo jednu glavu i krak ime e se dobiti vie prostih otkivaka.Linija podjele izmeupristih otkivaka se odreuje raunskim putem na odnosu izjednaavanja zapremina kao to je prikazanoslijedeom slikom:


37/44

37

Kada je izvrena konstrukcija i razrada reduciranog otkivka i kada su odreene osnovne dimenzijeza svaki prosti reducirani otkivak pristupa se izraunavanju slijedeih koeficijenata:

srr

r

srr

r

k

rk

d

l

d

d

l

ddK

max

min

Ako je otkivak bio sloen tada treba za svaki prosti izraunati ove koeficijente.Sa ovimkoeficijentima ide se u dijagram za izbor pripremnih kovakih gravura.Taj dijagram se zove dijagramRebeljskog a ima slijedei izgled:

2.7 Proraum mase i dimenzija uloka

Uloak za ukovno kovanje predstavlja komad kvadratnog ili okruglog poprenog presjeka

odreene duine koji je isjeen iz valjanog polufabrikata (najee gredica).Kod prorauna mase uloka mora se uzeti u obzir osim mase otkivka jo i masa vijenca i dodatak

za odgorak (kovarinu,oksidni sloj usljed zagrijavanja).Za jedan otkivak zapremina uloka bi se raunalaprema:

Vul= Vo+ Vv+

Vulzapremina ulokaVo - zapremina otkivka

Vv - zapremina rubnog vijenca

- dodatak za odgorak

1

1

(d)

(c)

(b)

(a)

a,b,c,dvrste pripremnih gravura


38/44

38

Veliina dodatka za odgorak zavisi od pei u kojoj se vri zagrijavanje.Tako npr. za kovake peikoje se loe mazut = 3 4 % ukupne mase. Za elektro pei = 1,5 1 % ukupne mase. Zaindukciono zagrijavanje = 0,5 1% .Zapremina uloka se rauna matematiki tako to se otkivakpodijeli na jednostavnija geometrijska tijela za koja se lako izrauna zapremina , njihovim sabiranjem sedobija ukupna zapremina.Zapremina vijenca se rauna po ranije datoj formuli a odgorak se uzima zavisnood pei.

Poznavajui zapreminu uloka masa e biti:

mul= Vul

- gustoa uloka

Nakon odreivanja potrebne mase i zapremine potrebno je odrediti i dimenzije uloka.Kodotkivaka izduenog oblika (poluge,osovine i sl.) rauna se povrina poprenog presjeka uloka premaizrazu:

Aul= cAr srAulpopreni presjek ulokaAr srsrednja povrina reduciranog otkovkac - koeficijent koji zavisi od vrste pripremne gravure

c = 1,02 1,2

Duina uloka e biti:

ul

ul

ulA

Vl

Ako je uloak okruglog presjeka onda e biti:

ulul

ul

ul Ad

dA 13,1

4

2

Ako je uloak kvadratnog presjeka :

Aul= dul2 dul= -------------

Izraunati prenik ili stranicu uloka treba zaokruiti na standardnu vrijednost proizvoaauloaka pa onda na osnovu usvojenog presjeka---------------------------------------------------Proraun uloka odnosno njegovih dimenzija za otkivke koji se proizvode sabijanjem ili ubadanjem

(diskovi i sl.) dimenzije se raunaju iz slijedeeg odnosa :

1,25

Documents

Proizvodne Za Ispit 1