Prednáška č.5

Report
1. Rozdelenie technologických procesov tvárnenia
2. Tvárnenie za tepla a za studena, sprievodné javy
plastickej deformácie
Prednáška č.5
Patrí k základným výrobným procesom v
strojárskej výrobe
 Procesy sú založené na schopnostiach
materiálov, ktoré vplyvom účinku
mechanickej a niekedy aj tepelnej energie
menia svoj tvar
 Technologické procesy tvárnenia sú
produktívne spôsoby výroby, pri ktorých sa
znižuje spotreba materiálu a zlepšujú sa
fyzikálne a mechanické vlastnosti súčiastok

ZÁKLADNÉ POJMY:
Tvárenie
 Technologický proces, pri ktorom sa mení
tvar východiskového materiálu pôsobením
vonkajšej sily
Výtvarok
 Výrobok zhotovený tvárnením bez
ohľadu na druh tvárniacej operácie
 Podľa druhu a tvaru východiskového
materiálu, ako aj podľa zmeny prierezu,
člení sa tvárnenie na plošné a objemové
Plošné tvárnenie
 Proces, pri ktorom sa dosahuje
požadovaná zmena tvaru bez podstatnej
zmeny prierezu východiskového
materiálu (väčšinou plech)
Objemové tvárnenie
 Proces, pri ktorom sa dosahuje
požadovaná zmena zmenou tvaru prierezu
východzieho materiálu
Strihanie
 je oddeľovanie materiálu v celom
priereze bez ohľadu na to, či oddelený
kus je hotový výrobok alebo polotovar
Výlisok
 Výrobok vyhotovený na lise a to buď
plošným alebo objemovým tvárnením
Výkovok
 Výrobok vyhotovený kovaním, na
bucharoch a lisoch objemovým
tvárnením
Rozdelenie technologických
tvárniacich procesov
Technologické tvárniace procesy možno
rozdeliť podľa:
a) teploty
b) tepelného efektu
c) stupňa dosiahnutej deformácie
Plastické vlastnosti čistých kovov a zliatin sa
z hľadiska tvárnenia menia vplyvom teploty
 Mení sa ich odpor, ktorý kladú proti trvalej
zmene tvaru
 Pri vysokých teplotách má väčšina kovov a
ich zliatin lepšie plastické vlastnosti
Tvárnenie podľa teploty sa čelní:
a) tvárnenie za studena
b) tvárnenie za tepla



Časť energie vynaloženej na deformačný
proces sa mení na teplo
Toto teplo sa môže úplne odviesť do okolia
alebo sa akumuluje v tvárnenom kove, a tým
sa jeho teplota zvýši
Podľa toho, aké množstvo vyvinutého tepla sa
spotrebuje na zvýšenie teploty tvárneného
kovu, tvárnenie možno rozdeliť na tieto
procesy:
a) Adiabatické tvárniace procesy
b) Izometrické tvárniace procesy
c) Polytropické tvárniace procesy
Adiabatické tvárniace procesy
 Pri týchto procesoch všetko vyvinuté teplo
zostane v tvárnenom kove a spotrebuje sa na
zvýšenie jeho teploty
Izometrické tvárniace procesy
Vyznačujú sa tým, že všetko vyvinuté teplo sa
odvádza do okolia, takže teplota tvárneného
kovu sa nemení
 Vzniká vtedy, keď vonkajšie pole je
stacionárne, deformácia je vratná alebo
nevratná, ale dostatočne pomalá vzhľadom
na odovzdávanie tepla

Polytropické tvárniace procesy
 Procesy sprevádzané zvýšenou
teplotou, ale nie také ako pri
adiabatickom tvárnení
 Vyvinuté teplo sa sčasti odvedie do
okolia, sčasti zostane v tvárnenom
kove
 V praxi zvýšenie teploty vzhľadom na
tvárniace procesy prakticky nie je
dôležité (pri konvenčnom tvárnení)
 Pri tvárnení veľkými energiami
vyvodenými rýchlosťou nárazového
účinku nástroja, premení sa na teplo
veľké množstvo energie a iba nepatrná
časť sa odvedie do okolia
Pre všeobecnú klasifikáciu technologických
tvárniacich procesov je rozhodujúcim
kritériom aký veľký môže byť stupeň
deformácie pri určitej teplote a rýchlosti
deformácie bez nebezpečenstva vzniku trhlín
na povrchu tvárneného telesa
Podľa prevládajúceho priebehu deformácie
tvárnenia delí sa tvárnenie:
a) objemové tvárnenie
b) plošné tvárnenie
c) delenie

Na docielenie určitého stupňa
deformácie sú potrebné značne veľké
deformačné sily, pričom nevzniká
nebezpečenstvo vzniku trhlín
 Príkladom tohto tvárnenia je kovanie v
uzavretých zápustkách, pretláčanie pod.

Je plastická deformácia, ku ktorej dochádza
pri technologických tvárniacich procesoch za
studena a spôsobuje zmenu mechanických,
fyzikálnych a chemických vlastností
 Stúpa pevnosť, tvrdosť materiálu a jeho
ťažnosť klesá

Používa sa:
 na docielenie lesklého a hladkého povrchu
výrobku, ako napr. pri valcovaní plechov,
pásov, lesklom ťahaní drôtu a pod.
Na dosiahnutie presných rozmerov výrobku,
ako napr. pri valcovaní plechov, pásov,
lesklom ťahaní drôtu a pod.
 Na zvýšenie pevnosti a tvrdosti tvárneného
materiálu
 Pri liatinách ktoré nie sú schopné
rekryštalizácie
 Keď tvárnenie za tepla nie je možné
 Ak sa môžu lacno a rýchlo vyrábať súčiastky
pri vyhovujúcej kvalite

Vplyv tvárnenia za studena na vlastnosti
ocele
 Tvárnenie za studena je značne
nerovnorodý proces
 Nerovnorodosť zapríčiňuje predovšetkým
spevňovanie za studena, pretože kov sa na
povrchu spevňuje inak ako v jadre
 Plastická deformácia kovov ako
konglomerátov kryštálových zŕn sa
vyznačuje tým, že deformácia jednotlivých
zŕn je síce rôzne veľká, ale pritom sa
zachovajú všetky znaky plastických
deformácií monokryštálov
Pri plastickej deformácií za studena sa
znižuje hustota kovu
 Tvárnením za studena stráca oceľ
deformačnú schopnosť
 Zo vzrastajúcou deformáciou za studena
klesá aj odolnosť ocele proti korózii

Vplyv tvárnenia za tepla na vlastnosti
tvárneného materiálu bude iný, ako pri
tvárnení za studena
 Pri tvárnení za tepla prebiehajú súčasne dva
deje (deštrukcia a rekryštalizácia)
 Jedným z najdôležitejších vplyvov tvárnenia
za tepla je vznik vláknitej štruktúry
 Vláknitá štruktúra sleduje geometrický tvar
výkovku, vlákna sa pokrivia a nie ako pri
trieskovom obrábaní porušia

Vláknitú štruktúru nemožno viac
zmeniť tepelným spracovaním ani
tvárnením
 Výhodou tvárnenia za tepla je, že sa
zvárajú trhliny, bubliny a rozdrvujú
obaly zŕn
 Docieli sa rovnomernejšia a
jemnozrnnejšia štruktúra
 Nevýhodou je nákladný a pomerne
zdĺhavý proces, ktorý vplýva na
produktivitu práce

Ohrev na tvárniacu teplotu
 Ohrev materiálu pri tvárnení za tepla je
dôležitou operáciou, lebo má vplyv nielen na
spotrebu energie, ale tiež na produktivitu a
kvalitu výroby i spotrebu materiálu
 Ohrev sa realizuje v ohrievacích zariadeniach
 Teplotu ocelí pri ohreve je možné odhadnúť
podľa farby svetla vyžarovaného materiálom
 Pri oceliach vznikajú vrstvy oxidov ktoré sa
nazývajú okoviny
Vplyv tvárnenia za tepla na vlastnosti
ocele
 Nositeľom plastickej deformácie za
tepla je viskózny mechanizmus
sprevádzaný dynamickou
rekryštalizáciou
 Viskózna plastická deformácia môže sa
uplatniť len pri veľmi malých
rýchlostiach deformácie alebo veľmi
vysokých teplotách
 Štruktúra tvárneného kovu za tepla
môže byť podľa podmienok tvárnenia
jemnozrnná alebo hrubozrná
ODLIATKY
 Najrozšírenejšie si ingoty a surové železo
 ingot sa valcuje v hutných prevádzkach, ale
môže sa aj kovať
 Prierezy sú najčastejšie štvorcové alebo
obdĺžnikové
PREDVALKY
 Ingot sa spracováva vo valcovniach na
predvalky
Druhy prevalkov:
a) bloky – najčastejšie štvorcového
prierezu, používajú sa pre kovanie väčších
výkovkov a pre ďalšie valcovanie
b) sochory – obdĺžnikový a štvorcový
prierez, používajú sa pre kovanie väčších
výkovkov a pre ďalšie valcovanie
c) bramy – sú obdĺžnikového prierezu a
používajú sa na valcovanie plechov
VÝVALKY
 Finálne výrobky vyrobené valcovaním
za tepla alebo za studena
 Najatejšie používaným polotovarom pre
strojárske výrobky
Druhy vývalkov:
a) tyče
b) drôty
c) rúrky
d) plechy
[1] Kráľ J., Zdravecká E. – Základy strojárskej výroby , elfa s.r.o. ,Košice
2004, ISBN 80-89066-72-0 , 142s.
[2] Blaščík a kol. – Technológia tvárnenia, zlievárenstva a zvárania , Alfa.
,Bratislava 1988, 063-563-87 TTZ , 832s.
[3] Wikipedia, Dostupný z WWW:
<http://sk.wikipedia.org/wiki/Tv%C3%A1rnenie>[online] [6.1.2013]
[4] Požiadavka.sk, Dostupný z WWW:
<http://www.poziadavka.sk/ponuky/ponuka-150143/Tvarnenieplechov->[online] [6.1.2013]
[5] KOA, Dostupný z WWW:
<http://jozefmariak.tym.sk/index.php?menu=11&sub=47> [online]
[6.1.2013]
[6] Pneusej, Dostupný z WWW: <http://www.pneusej.sk/sk/strojarskavyroba.aspx> [online] [6.1.2013]
[7] HKS Forge s.r.o., Dostupný z WWW:
<http://www.edb.sk/sk/produkt/vykovok-5-p218650dwS81049.html> [online] [6.1.2013]
[8] AXTONE s.r.o., Dostupný z WWW:
<http://axtone.czechtrade.sk/tvarnenie-za-tepla>[online] [6.1.2013]

similar documents