1. Zakres zastosowania kucia swobodnego
Produkcja jednostkowa (nieopłacalne wykonanie matrycy)
Nie wymagana jest dokładna powtarzalność elementów
Przy wykonywaniu odkuwek, których masa lub wymiary przekraczają możliwości produkcji
Przy wstępnej obróbce plastycznej wlewków ze stali stopowych
Przy wykonywaniu części zamiennych do celów remontowych
Przy regeneracji narzędzi i sprzętu warsztatowego
2. Maszyny i urządzenia pomocnicze stosowane przy kuciu swobodnym i matrycowym
Kucie swobodne:
Młoty (parowo – powietrzne jednostojakowe, dwustojakowe; mostowe; sprężarkowe)
Prasy hydrauliczne
Kowarki (pionowe i poziome)
Elektrospęczarki
Urządzenia pomocnicze (transportowe; załadowcze; wyładowcze; podające)
Kucie matrycowe :
Młoty matrycowe (parowo – powietrzne jednostronnego działania, dwustronnego działania,
przeciwbieżne; wysokoenergetyczne; z indywidualnym napędem)
Prasy cierno – śrubowe
Prasy kuźnicze korbowe typu Maxi
Prasy kolanowe
Kuźniarki
Walcarki kuźnicze
3. Podstawowe operacje stosowane w procesach technologicznych kucia swobodnego:
Spęczanie jest operacją, przy której następuje skracanie wymiaru jednej z głównych osi przekroju w
skutek, czego zwiększa się przekrój prostopadły do tej osi. Spęczanie stosuje się, aby zmienić
ostateczny kształt obrabianego materiału.
Wydłużanie jest operacją, podczas której następuje wydłużenie przedmiotu w kierunku jednej jego osi,
kosztem zmniejszenia przekroju prostopadłego do tej osi. W celu wydłużenia próbki kładziemy ją na
dolnym kowadle i naciskamy lub uderzamy górnym kowadłem.
Dziurowanie jest operacją która służy do wykonywania w odkuwkach otworów lub wgłębień. Są dwie
metody: z podkładanym pierścieniem i bez podkładanego pierścienia. Proces dziurowania bez
podkładanego pierścienia można przeprowadzić przebijakiem pełnym lub przebijakiem drążonym.
4. Dobór wsadu przy kuciu swobodnym z wlewka
Doboru wsadu dokonuje się w oparciu o sumę masy odkuwki, ewentualnych naddatków
technologicznych, naddatków na próby do badań, odpadów na zgorzelinę oraz na stopę i czop wlewka.
5. Uzysk w procesach przeróbki plastycznej
Ilość materiału użytego do przeróbki w stosunku do materiału uzyskanego. Przeważnie jest to 60-80%
6. Stopień przekucia, wymagany przy kuciu z wlewka i materiału walcowanego
Stopień przekucia jest to stosunek przekroju materiału wejściowego do pola przekroju odkuwki: k=S
0
/S
(1-1,5 walcowany; 3-4.5 odkuwki; 3-6 matrycowe)
7. Kucie półswobodne (w tym na przyrządzie TR)
Polega na częściowym ograniczaniu swobodnego płynięcia metalu podczas wywierania nacisku
narzędziem na część powierzchni przedkuwki.
Metoda kucia wałów na przyrządzie TR polega na dwustronnym spęczaniu z równoczesnym
wygrzaniem środkowej części spęczanego odcinka pręta. W metodzie tej uzyskuje się bardzo korzystny
układ włókien w kształtowanym wykorbieniu.
8. Zasady opracowania procesu technologicznego kucia swobodnego
Procesem produkcyjnym nazywamy zespół czynności przetwarzania surowców, materiałów lub
półfabrykatów w wyroby gotowe. Czynności te możemy zaliczyć do podstawowych. W procesie
produkcyjnym wystąpią jeszcze czynności pomocnicze, takie jak: przygotowanie narzędzi, przyrządów,
materiałów pomocniczych, przygotowanie obrabiarek i ich naprawy, itp.
9. Definicja kucia matrycowego
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.
10. Konstrukcja matrycy otwartej i zamkniętej
Matryca otwarta charakteryzuje się rowkiem na wypływkę nadmiaru materiału.
Matryca zamknięta nie posiada otworu na wypływkę, całość materiału jest ograniczona ściankami
matrycy, przez co trudniej jest dobrać ilość wsadu.
11. Podział odkuwek kutych w matrycach na młotach- zasady technologii kucia odkuwek wydłużonych,
osiowosymetrycznych i o dowolnym kształcie.
Grupa I – odkuwki charakteryzują się wydłużonym kształtem i znaczną różnicą wymiarów długości i
szerokości.
Dzieli się je na podgrupy:
Odkuwki z osią prostą
Odkuwki z osią wygiętą
Odkuwki z występami lub odgałęzieniem w środku lub na końcach
Odkuwki z rozwidleniami
Grupa II – odkuwki mające w płaszczyźnie podziału zarys okrągły lub zbliżony do okrągłego Grupa III –
kombinacja grup I i II Opracowanie procesu technologicznego kucia matrycowego polega na
zaprojektowaniu i wykonaniu odpowiednich wykrojów pomocniczych i matrycujących. W oparciu o
analizę uwzględniającą
Kształt i masę odkuwki
Własności plastyczne i mechaniczne materiału
Kinematykę płynięcia materiału
Konstrukcję matryc
Projektując proces kucia matrycowego uwzględniamy m.in. naddatki technologiczne, powierzchnię
podziału matryc, skosy matrycowe, grubość denka, rodzaj i wielkość wypływki.
12. Konstrukcja rowka na wypływkę (matryce dla młota i prasy), rola wypływki.
Wymiary rowka na wypływkę oblicza się w zależności od wymiarów odkuwki i jej kształtu.
W przybliżeniu wysokość mostka wypływki h jest funkcją powierzchni odkuwki w płaszczyźnie podziału
matryc. Przy obliczaniu objętości wsadu uwzględnia się 70% wypełnienie magazynu wypływki. Rowek
na wypływkę wykonuje się tylko w wykroju matrycującym wykańczającym.
13. Sposób płynięcia metalu w wykroju matrycy w zależności od kształtu odkuwki.
Łuki o małych promieniach łatwo się zanieczyszczają i utrudniają płynięcie metalu w naroża wykroju, a
tym samym wymagają większych nacisków w czasie matrycowania. Gdy promienie są zbyt małe,
odkuwki mają przeważnie niewypełnione krawędzie.
Im większe są promienie, tym metal płynie swobodniej. Gdy promienie są zbyt małe krawędzie
wykroju szybko zniekształcają się i powodują zmniejszenie pochylenia ścian bocznych wykroju. Z tego
powodu odkuwki zaczynają przyklejać się do matrycy i wykrój wymaga naprawy. Zbyt małe promienie
wewnętrzne mogą spowodować nieprawidłowe płynięcie metalu i przez to mogą doprowadzić do
wytworzenia się w odkuwce zawinięć i podłamów.
14. Etapy wypełniania wykroju matrycowego otwartego i zamkniętego.
Otwarty:
1. Zetknięcie matrycy górnej z metalem, swobodne spęczanie, obniżanie matrycy górnej.
2. Metal wypełnia przekrój, nadmiar wypływa między matryce.
3. Tworzenie się wypływki z nadmiaru materiału, wypełnienie naroży wykroju.
4. Nadmiar materiału jest wyciskany, wysokość odkuwki zmniejsza się.
Zamknięty:
15. Konstrukcja idealnej przedkuwki i zastosowanie.
Idealną przedkuwką nazywa się przedkuwkę przedstawiającą bryłę obrotową mającą poprzeczne
przekroje równe sumie odpowiednich przekrojów odkuwki i wypływki. Na podstawie idealnej
przedkuwki opracowuje się proces technologiczny- dobiera się rodzaj i liczbę zabiegów, określa się
wymiary materiału wyjściowego i projektuje wykroje pomocnicze.
16. Zasady doboru wykrojów pomocniczych odkuwek wydłużonych.
Zasady doboru dzieli się na 4 grupy:
1. Odkuwki o zmiennym przekroju poprzecznym (wykroje wydłużające, przewężające, rolujące).
2. Odkuwki wymagające gięcia i niesymetrycznego przemieszczenia (wykroje kształtujący i gnący).
3. Odkuwki wymagające spęczania (płaszczyzna do spęczania).
4. Odkuwki o złożonym kształcie poprzecznym (wykroje rolująco-wydłużające/kształtujące).
17. Wykroje stosowane przy kuciu matrycowym wielowykrojowym.
Odkuwki zwarte, w tym osiowosymetryczne wykonuje się w jednym wykroju. W celu usunięcia
zgorzeliny z wsadu na boku matrycy umieszcza się płaszczyznę do płaszczenia. Kucie na młocie
złożonych odkuwek wymaga zastosowania kilku wykrojów np. rolującego, gnącego, wstępnie
matrycującego i wykańczającego. Podczas kucia na prasach stosuje się tylko operacje, które możliwe
są do zrealizowania za pomocą jednego ruchu suwaka prasy tj. matrycowanie wstępne i wykańczające,
spęczanie, przewężanie, gięcie i kształtowanie.
18. Opracowanie rysunku odkuwki kutej w matrycach (położenie powierzchni podziału matryc).
Określenie płaszczyzny podziału na podstawowe rysunki części w stanie gotowym
Dobór naddatków na obróbkę skrawaniem
Dobór dopuszczalnych odchyłek wymiarowych
Dobór skosów matrycowych
Dobór promieni zaokrągleń
Dobór kształtu i wymiarów denka
Uwzględnienie spec. warunków wykonania odkuwki np. obróbki cieplnej, przebiegu włókien itd.
19. Technologia kucia matrycowego na prasie.
Przy kuciu na prasach stosuje się tylko te operacje, które są możliwie do realizowania za pomocą
jednego ruchu suwaka prasy, np. matrycowanie wstępne i wykańczające, spęczanie, przewężanie,
gięcie i kształtowanie (formowanie). Powyższe operacje prowadzi się analogicznie jak na młotach. W
celu wyjęcia odkuwki z wykroju na prasie stosuje się wyrzutnik.
20. Przyczyny powstawania podłamu i zakucia.
Zbyt małe promienie wewnętrzne
Kształt odkuwki sprzyjający niepożądanemu płynięciu wsadu
Zbyt duży stosunek wysokości do średnicy wsadu
Aby wyeliminować te przyczyny należy zastosować większe promienie zaokrągleń przez co materiał
będzie płynął bardziej swobodnie, zastosować wykrój wstępnie matrycujący lub spęczyć wsad.
21. Parametry do wyznaczenia energii młota matrycowego.
22. Parametry do wyznaczania siły nacisku prasy do kucia matrycowego.
23. Wady kucia matrycowego i sposób ich zapobiegania.
1. Wgniecenia- pojedyncze wgłębienia o różnych wymiarach i kształtach na pow. odkuwki.
2. Zawinięcia- powstają, gdy część materiału płynie w czasie kucia w niewłaściwym kierunku.
3. Podłamy- następuje na zetknięciu się dwóch wypływek posuwających się z różnych kierunków.
4. Zniekształcenia- mechaniczne uszkodzenie odkuwki, wada NIENAPRAWIALNA.
5. Niewypełnienia- za niska temp. materiału, za mała ilość materiału, za słabe uderzenie młota.
6. Nadmierna wypływka- niedokładnie wykonana płyta okrojnikowa, usunięcie przez szlif wypływki.
7. Rozwarstwienie- użycie niewłaściwego materiału, ujawnia się w trakcie obróbki cieplnej.
24. Obszary intensywnego zużycia matryc.
25. Numeryczne modelowanie procesów kucia- warunki brzegowe.