mgr inz. Ewa Berdyszak - PiTP - Spęczanie/Tłoczność - v.1.0.0

Przygotował: Tomasz „Hatake_KAKASHI” Kotwis

1

SPĘCZANIE

Przebieg procesu spęczania określony stanem naprężeń/odkształceń zależy od:

• sposobu spęczania;

• kształtu przedmiotu spęczanego;
• prędkości odkształcenia;

• warunków tarcia.

Spęczanie w teorii (bez tarcia) i praktyce (z tarciem)

Spęczanie bez tarcia

Spęczanie z uwzględnieniem tarcia

To

odkształcenie jest jednorodne i wraz ze

zmniejszeniem się wysokości h, zwiększa się średnica
d oraz zachowany zostaje kształt walcowy
przedmiotu. Nacisk jednostkowy na całej powierzchni
styku płyty i materiału jest stały i równa się
naprężeniu uplastyczniającemu.

W

rzeczywistym

procesie

spęczania,

występujące na powierzchni styku płyty i materiału
odkształcanego tarcie, przeciwdziała odkształceniu.
W rezultacie zmienia się kształt przedmiotu
spęczanego i rozkład nacisków jednostkowych.

A – w obszarze tym materiał przemieszcza się

razem z narzędziem nie doznając odkształceń
plastycznych.

B – w obszarze tym materiał przemieszcza się

w kierunku na zewnątrz.

C – w wyniku działania stożków A w obszarze

C występują znaczne naprężenia rozciągające.

Wpływ prędkości odkształcania na przebieg procesu spęczania

• Wzrost naprężeń uplastyczniających.

• Wzrost temperatury odkształcanego materiału.
• Niejednakowe wypełnienie górnej i dolnej matrycy.

Zjawiska ograniczające proces spęczania

Pękanie plastyczne materiału występujące w czasie jego odkształcenia. W przypadku

osiowo-symetrycznego ściskania pękanie materiału występuje na zewnętrznej powierzchni i
wiąże się ze wzrostem średnicy kształtowanej części.

mgr inz. Ewa Berdyszak - PiTP - Spęczanie/Tłoczność - v.1.0.0

Przygotował: Tomasz „Hatake_KAKASHI” Kotwis

2

Utrata stateczności procesu odkształcenia wyrażająca się w operacjach spęczania

wyboczeniem. Aby podczas spęczania uniknąć plastycznego wyboczenia przedmiotu, jego
początkowa wysokość h

o

nie powinna przekraczać 1,5-1,8 d

o

. Duży wpływ na graniczną

wartość stosunku h

o

/d

o

ma dokładnie cięcie pręta (prostopadłe do osi) oraz właściwe

prowadzenie narzędzi, eliminujące przesunięcie poprzeczne.

Natychmiastowe lub zmęczeniowe zniszczenie narzędzia spowodowane naciskiem

jednostkowym wywieranym na jego powierzchnie.

Wyznaczenie wskaźnika odkształcenia pręta w operacjach spęczania

Wskaźnik odkształcenia pręta w operacjach spęczania jest określony stosunkiem:

gdzie:

d – końcowa średnica odkształcanego pręta wyznaczona w momencie pękania materiału;
d

0

– początkowa średnica spęczania pręta;

TŁOCZNOŚĆ

Własności technologiczne blach

Własności technologiczne blach określane są za pomocą prób:

• zginania;

• tłoczności – metodą Erichsena;

• przełomu.

Określa się również: linie płynięcia, spawalność i zgrzewalność, mikrostrukturę, stan przerobu.

Własności technologiczne materiału w tym również w postaci blach są określane za pośrednictwem własności
mechanicznych, które zależą głównie od:

• składu chemicznego;

• charakteru mikro i makrostruktury;

• stopnia odkształcenia (zgniotu);
• rodzaju obróbki cieplnej.

Własności mechaniczne blach

Własności mechaniczne (wytrzymałościowe i plastyczne) blach przeznaczonych do tłoczenia

najczęściej określa się w próbie jednoosiowego rozciągania.

mgr inz. Ewa Berdyszak - PiTP - Spęczanie/Tłoczność - v.1.0.0

Przygotował: Tomasz „Hatake_KAKASHI” Kotwis

3

Wady powstające przy tłoczeniu blach

Wyżarzona blacha stalowa, wykazująca przy rozciąganiu wyraźną (górną i dolną) granicę plastyczności (w wyniku
starzenia odkształceniowego) jest skłonna do tworzenia przy tłoczeniu:

pasm poślizgu, czyli płytkich pasmowych

nierówności na powierzchni wyrobu, przebiegają
one poprzecznie lub pod kątem 45-60° do
kierunku działania siły a często przecinają się
wzajemnie

w przypadku zdecydowanie

niejednakowej wielkości ziarna powstają na
powierzchni blachy nierównomierności tzw.
„skórka pomarańczowa”

jedną z przyczyn może być proces starzenia jakiemu podlega blacha podczas długiego przechowywania

blacha umocniona wygładzaniem nie ma

na wykresie rozciągania wyraźne

wyeliminowanie tworzenia się tzw. „skórki

pomarańczowej” można uzyskać przy
zastosowaniu obróbki cieplej np. wyżarzanie
normalizacyjne

Próby technologiczne tłoczności blach

Wyniki uzyskane w próbie jednoosiowego rozciągania i w innych próbach podstawowych nie

wystarczają do pełnej oceny tłoczności blach dlatego powstały różne metody badań i próby technologiczne
(tzw. próby stymulacyjne). Próby te symulują warunki zbliżone do tych w jakich znajduje się materiał w czasie
tłoczenia. Znane próby technologiczne blach odtwarzają w zasadzie dwa następujące płaskie stany naprężeń:

• dwuosiowe rozciąganie;

• rozciąganie i ściskanie.

W Polsce jedyną próbą określającą tłoczność a ujętą przez Polski Komitet Normalizacyjny jest

próba Erichsena.

Próba Erichsena

Wielkością charakteryzującą odkształcalność blachy i jej

podatność do tłoczenia jest tu głębokość wtłoczenia kulki lub
stempla zakończonego kulisto w próbkę, dociśniętą do matrycy za
pomocą dociskacza, aż do chwili powstania pęknięcia w próbce.
Głębokość wytłoczenia czaszy, a ściślej głębokość penetracji
stempla jest wskaźnikiem tłoczności wg Erichsena i oznaczona jest
symbolem IE. Stosownie do wymiarów stempla, a w szczególności
do jego średnicy (20, 15, 8,3 mm) stosuje się odpowiednie symbole
tłoczności wg Erichsena: IE

20

, IE

15

, IE

8

, IE

3

.