SPRAWOZDANIE Z LABOATORIUM OBRÓBKI PLASTYCZNEJ
Wydział: BMiZ Kierunek: ZIP
Temat: Cięcie I Wykrawanie

1. Cięcie – jest to operacja rozdzielania materiału. Zaliczana jest do jedenego z procesów obróbki plastycznej, polegającego na oddzielaniu jednej części materiału od drugiej. Cięcie stosowane jest najczęściej w obróbce materiałów, które polega na wytworzeniu takiego stanu naprężenia w żądanym miejscu aby nastąpiło w nim pęknięcie obrabianego przedmiotu.

2. Wykrawanie – czynność polegająca na wykrawaniu z podłoża pożądanego kształtu wyrobu o skomplikowanych kształtach, których nie można uzyskać za pomocą zwykłego krojenia na gilotynie. Wykrawania dokonuje się za pomocą wykrojnika, którego roboczą częścią jest nóż o odpowiednio wyprofilowanym kształcie ostrza, który jest wtłaczany z dużą siłą na wylot prostopadle w podłoże. Wykrawaniu może towarzyszyć w ramach tej samej czynności i za pomocą tego samego wykrojnika rowkowanie, czyli wygniatanie w podłożu linii o zaplanowanych kształtach.

3. Różnica między cięciem a wykrawaniem: Wykrawanie odbywa się wzdłuż linii zamkniętej na wykrojnikach. W przeciwnym wypadku mamy do czynienie z cięciem.

4. Podział cięcia:

• cięcie na nożycach wzdłuż linii prostej (rys. a)

• wykrawanie przedmiotów na wykrojnikach wzdłuż linii zamkniętej (rys. b)

• cięcie drgającym ruchem narzędzia (rys. c)

• cięcie blachy metodą wykrawania rowka szerokości równej szerokości stempla (rys. d)

• cięcie nożami krążkowymi (rys. e)

• cięcie blachy narzędziem w kształcie klina (rys. f)

• cięcia metodą skrawania naddatku (rys. g)

• cięcie metodą wygniatania dociskaczem rowka, biegnącego wzdłuż linii cięcia (rys. h)

• cięcie gumą przy którym blachę dociska się do wzornika (szablonu) o ostrych krawędziach ciśnieniem wywieranym przez warstwę gumy. Następuje odgięcie obrzeża wystającego poza krawędź wzornika i urwanie się materiału na krawędzi (rys. i)

5. Fazy w procesie cięcia:

W pierwszej fazie cięcia, zwanej sprężysto-plastyczną, siły wywierane na blachę przez zbliżające się do siebie krawędzie tnące są względem siebie przesunięte, co powoduje powstanie momentu odpowiedzialnego za wybrzuszenie blachy. Jego wartość można wyznaczyć z iloczynu siły i przesunięcia. Przemieszczające się względem siebie krawędzie tnące powodują, że obszary przylegania zmniejszają się a w ich pobliżu następuje koncentracja naprężeń i odkształceń sprężystych, które przy wzroście obciążenia wyzwalają lokalne uplastycznienie materiału. Rozpoczyna się ono z chwilą, gdy naprężenia tnące osiągną odpowiednią wartość. Dalszy wzrost przemieszczenia narzędzi tnących powoduje powiększenie obszarów uplastycznionych obejmując swoim zasięgiem całą grubość ciętego materiału. W konsekwencji prowadzi to do przejścia do drugiej fazy zwanej fazą plastycznego płynięcia.

Występuje przy tym płynięcie materiału w pobliżu powierzchni pękania, jak również przemieszczanie elementu wycinanego względem pozostałego materiału. W pierwszej fazie cięcia siła działająca na stempel stale narasta. Dalszy przebieg siły zależny jest w sposób istotny od rodzaju ciętego materiału.

W przypadku, gdy materiał nie ulega umocnieniu pod wpływem odkształceń, w wyniku zmniejszania się grubości ciętego materiału następuje spadek siły. Stan ten obrazuje linia przerywana. W większości materiały, z którymi mamy do czynienia, ulegają umocnieniu i mimo zmniejszania się grubości następuje wzrost siły cięcia.

Towarzyszy temu również wzrost naprężeń tnących, które mogą osiągnąć wartość krytyczną dla danego materiału i wystąpi utrata spójności. Rozpoczyna się wtedy trzecia faza procesu cięcia, faza pękania. Przy krawędziach tnących, a więc miejscach o największej koncentracji naprężeń pojawiają się pierwsze pęknięcia. Zależą one w sposób istotny od rodzaju materiału. I tak pęknięcie materiałów twardych może wystąpić wcześniej a bardzo plastycznych przy końcu procesu cięcia.

Występujące w czasie procesu cięcia fazy znajdują swoje odbicie w wyglądzie powierzchni przecięcia.

6. Wzory na siłę cięcia dla nożyc i wykrojników

• dla nożyc

P_sk$\ = \frac{\lambda g Rc}{\text{tgα}}$

α - kąt między krawędziami

g - grubość blachy

Rc - wytrzymałość materiału na cięcie

λ – współczynnik

• dla wykrojników

P_c = l·g·Rc

l - długość linii cięcia

g - grubość blachy

Rc - wytrzymałość materiału na cięcie

7. Wady w procesie cięcia

a) Zbyt duży zadzior.

b) Pęknięcie biegnące w bok od powierzchni

przecięcia i kończące się ślepo.

c) Ślady pęknięcia widoczne na powierzchni

przecięcia przy cięciu gładkim.

d) Niedopuszczalne zmniejszenie grubości

blachy na obrzeżu i zadzior mimo ostrego narzędzia.

e) Nadmierny ubytek grubości blachy w

ostrym narożu wykrojki.

f) Powierzchnia wykrojki nie jest płaska.

g) Deformacja uprzednio wykonanej linii cięcia przez cięcie w następnym takcie.

h) Powstawanie wypukłości w obszarze wycinania wielu otworów.

i) Zakrzywienie pasa blachy z niesymetrycznie wyciętymi otworami.

8. Schemat:

-Nożyc gilotynowych

-Nożyc mechanicznych

-Nożyc krążkowych

9. Schemat wykrojnika

1 – czop,

2 – płyta głowicowa,

3 – przekładka,

4 – tuleja prowadząca,

5 – płyta stemplowa,

6 – stempel,

7 – spychacz,

8 – matryca,

9 – pierścień mocujący,

10 – słup prowadzący,

11 – płyta podstawowa