SPRAWOZDANIE Z LABORATORIUM OBRÓBKI PLASTYCZNEJ
Imię i Nazwisko : Wadelska Justyna	Semestr: 1	Wydział: BMiZ	Kierunek: ZiIP	Grupa: 6
Temat: KUCIE i WYCISKANIE

1. Co to jest kucie i jak je dzielimy ?

Kuciem nazywamy proces obróbki plastycznej na gorąco lub na zimno, podczas którego z materiału w postaci wlewka, kęsiska, kęsa lub pręta kształtuje się wyrób przez wywarcie uderzenia lub nacisku. Kucie oprócz nadaniu materiałowi odpowiedniego kształtu, poprawia jego własności mechaniczne. Kucie dzielimy na :

• Kucie swobodne - polega na kształtowaniu metalu poprzez wywieranie nacisku narzędziami powodującymi jego płynięcie w kilku dowolnych kierunkach.

• Kucie półswobodne - polega na częściowym ograniczaniu swobodnego płynięcia metalu podczas wywierania nacisku narzędziem na część powierzchni przedkuwki.

• Kucie matrycowe - polega na kształtowaniu wyrobu w matrycy. Dolna część matrycy spoczywa na nieruchomej części młota mechanicznego, zwanej szabotą. Górna część matrycy, umocowana w ruchomej części młota, zwanej bijakiem może podnosić się ku górze. Jeżeli w czasie pracy młota zostanie w obszarze wykroju dolnej części matrycy umieszczony nagrzany materiał, to uderzenie górnej części matrycy spowoduje wypełnienie wykroju matrycy materiałem. Powstaje wówczas produkt zwany odkuwką.

2. Jakie urządzenia stosujemy podczas kucia ?

• Kuźniarki

• Młoty spadowe

• linowe

• łańcuchowe

• pasowe

• deskowe

• Kowarki

• Prasy

• hydrauliczne

• mechaniczne

3. Schemat młota spadowego linowego.

4. Przebieg ćwiczenia - próba spęczania.

Często w procesach kucia stosuje się spęczanie. Jest to proces technologiczny, w którym dokonujemy zwiększenia pola przekroju poprzecznego kosztem wysokości materiału.

W trakcie spęczania powierzchnia kowadła wywiera nacisk na spęczony materiał. Na skutek dużego nacisku materiał płynie plastycznie w kierunku prostopadłym do kierunku nacisku, a pomiędzy kowadłem i materiałem zachodzi tarcie utrudniające płynięcie. Obserwując spęczony materiał pod mikroskopem i porównując go z materiałem przed odkształceniem możemy wyróżnić trzy strefy różniące się intensywnością odkształceń.

A- przemieszczanie materiału wraz z narzędziem (duszenie)

B- naprężenia rozciągające

C- maksymalne odkształcenie

Młot spadowy typu linowego, z uwagi na konstrukcyjne połączenie stojaków z szabotą można uznać za młot do kucia matrycowego choć jego zastosowanie jest uniwersalne.

W procesie kucia w trakcie podnoszenia bijaka młot gromadzi energię potencjalną, która po zwolnieniu bijaka zmienia się w energię kinetyczną. Po zetknięciu się kowadła młota z materiałem energia kinetyczna przekazywana jest materiałowi. W procesie tym wyróżnić możemy również energię hałasu, jednak zazwyczaj jest ona pomijana.

Ep = h  g  m

h- wysokość na jaką podnoszony jest bijak

g- przyciąganie ziemski 9,81m/s²

m- masa bijaka

Wiemy, że młot waży 35 kg, w związku z tym możemy obliczyć wartość energii potencjalnej dla różnych wartości wysokości na które będziemy podnosili bijak i przeprowadzali próby spęczania kolejno dla miedzi, aluminium i ołowiu.

Ep(600 mm) = 0,6 m  9,81 m/s²  35 kg = 206,01 J

Ep(1200 mm) = 1,2 m  9,81 m/s²  35 kg = 412,02 J

Ep(1800 mm) = 1,8 m  9,81 m/s²  35 kg = 618,03 J

Zasadniczo przebieg próby spęczania polegał na:

• pomiarze próbki

• umieszczeniu próbki na kowadle dolnym

• podciągnięciu bijaka na ustaloną wysokość

• spuszczeniu bijaka na próbkę

• wyciągnięciu próbki i ponownemu jej pomierzeniu

Wysokość na jaką podnoszony jest bijak	Miedź d0=10 mm h0=15,8 mm	Aluminium d0=12 mm h0=18,2 mm	Ołów d0=20,5 mm h0=20,5 mm
600 m	h=11mm	h=12,8mm	h=9,8mm
1200 m	h=7,8mm	h=9,4mm	h=5,8mm
1800 m	h=5,7mm	h=7,1mm	h=3,9mm

5. Wady wyrobów w procesie kucia.

1. wyboczenia

2. pęknięcia

6. Wnioski z przeprowadzonego doświadczenia.

Największemu odkształceniu uległa próbka ołowiu, a najmniejszemu próbka aluminium.

7. Przebieg ćwiczenia nr 2 - kucie w matrycy otwartej.

Próbkę z ołowiu umieściliśmy w obszarze wykroju dolnej części matrycy, prasy

mechanicznej PC 100. Uderzenie górnej części matrycy spowodowało wypełnienie wykroju matrycy materiałem. Powstała odkuwka, czyli nasz wyrób.

8. Definicja wyciskania oraz podział.

Wyciskanie jest to proces lub operacja prasowania, w której nacisk stempla powoduje wypływanie materiału przez otwory lub szczeliny na­rzędzia o kształcie poprzecznego przekroju wyrobu. Możemy je przeprowadzać na zimno lub gorąco.

Wyciskanie dzielimy na:

• współbieżne

• przeciwbieżne

• złożone

• poprzeczne

- hydrostatyczne

9. Wyciskanie współbieżne:

W cylindrycznej komorze zasobnika znajduje się mate­riał przeznaczony do prasowania. Zasobnik jest z jednej strony zamknięty matrycą, a z drugiej tłokiem prasy hydraulicznej. Pod działaniem tłoka materiał wypływa przez otwór w matrycy i przybiera jego kształt. Kierunek działania stempla i kierunek wypływu produktu są tu zgodne.

Żeby zmniejszyć siły tarcia stosuje się wyciskanie hydrostatyczne. Różni się on tym od zwykłego, że na materiał naciska ciecz. Tarcie przy stożku jest mniejsze gdyż część cieczy wypływa z wyciskanym materiałem.

10. Wyciskanie przeciwbieżne.

Wyciskanie przeciwbieżne posiada w porównaniu z Wyciskaniem współbieżnym pewne zalety. Jako główne należy wymienić: uniknięcie zjawiska przedostawania się do wnętrza pręta utlenionych warstw zewnętrznych wyciskanego materiału oraz zmniejszenie nacisków niezbędnych do przeprowadzenia procesu wyciskania.

11. Wyciskanie złożone.

Materiał umieszczony w matrycy doznaje działania dwóch współosiowych stempli. Stempel wewnętrzny powoduje wyciskanie współbieżne materiału przez otwór w matrycy. Tworzy się wówczas pręt o kształcie i wymiarach odpowiadających kształtowi i wymiarom mniejszego otworu matrycy. Działanie stempla zewnętrznego powoduje przeciwbieżne wy­ciskanie materiału. Tworzy się wówczas rura o średnicy zewnętrznej od­powiadającej średnicy większego otworu matrycy i grubości ścianek od­powiadających połowie różnicy między średnicą otworu matrycy i śre­dnicą zewnętrznego stempla.

12. Wyciskanie poprzeczne

Materiał płynie w kierunku prostopadłym do kierunku ruchu stempla.

13. Wyciskanie hydrostatyczne.

W tym wyciskaniu nie występuje tarcie. Stempel przekazuje siłę na ciecz, która następnie wywiera nacisk na materiał, który wprowadzany jest do matrycy i przyjmuje jej kształt.

14. Wady i zalety wyciskania na zimno i gorąco.

a) wyciskanie na zimno

+	-
Duży stopień wykorzystania materiału	Wysokie opory kształtowania
Polepszenie własności mechanicznych wyrobu (np. wzrost twardości)

b) wyciskanie na gorąco

+	-
Niskie opory kształtowania	skręcenia
Możliwość uzyskania złożonych kształtów	skrzywienia
	zgorzelina

15. Przebieg ćwiczenia nr 3 - wyciskanie metodą współbieżną.

Wyciskaliśmy próbkę z ołowiu na prasie hydraulicznej poziomej.

Wymiary próbki:

- długość 45 mm

- szerokość 39,7 mm

- wysokość 11 mm

Schematyczny rysunek przebiegu ćwiczenia.

1. wypychana próbka
   

2. pojemnik

3. płyta cisnąca

4. stempel

5. matryca

6. wyrób

Średnica tłoka: 80 mm

Ciśnienie: 8 MPa

Szczelina matrycy: 10 mm

Wymiary próbki po zabiegu :

długość 91,5 mm

szerokość elementu wyciśniętego 15,3 mm

grubość 12,5 mm

16. Wady procesu wyciskania.

Wyroby otrzymane za pomocą wyciskania odznaczają się znaczną nierównomiernością własności na przekroju i długości - w wyniku nierównomiernego odkształcenia.
W porównaniu z walcowaniem otrzymuje się przy wyciskaniu gorszy uzysk z powodu trudności doprowadzenia procesu do końca.

---