Témata
Reklama

Rotační tlačení plechu s povrchovou úpravou

Celosvětový nedostatek a nárůst cen surovin a energií vyžadují vedle optimálního tvaru dílce též zavádění nových tvářecích postupů. Proto je nutné širší použití tvářecích postupů na rozšířený sortiment dílců při jejich menších sériích.

Stanovení cíle je třeba opřít o vývojové práce spojené s novými variantami tváření. Dále je třeba vzít v úvahu, že většina součástí zhotovených obráběním tvoří rotačně symetrické dílce, které lze rovněž vyrábět technologií rotačního tlačení plechu.
Reklama
Reklama

Technologie tlačení

Kovotlačení je velmi starý technologický postup beztřískového zpracování plechů. Teprve v nedávných letech však došlo k výraznému kvalitativnímu posunu při aplikacích této technologie. Z nového pohledu je kovotlačení dnes uznáváno jako jedna z nejpokrokovějších průmyslových technologií tlačení plechů k výrobě dutých rotačních těles tvářením. Je možno ji využít nejen k výrobě dutých kruhových součástí, ale také k výrobě dutých nádob eliptického tvaru, jejichž křivka tvořící profil může mít zcela libovolný tvar. Technologií tlačení lze provádět např. tyto technologické operace: obrubování, lemování, rozšiřování, zužování, žlábkování, osazování u okraje nebo v plášti tvarovou plochou konvexně nebo konkávně.
Technologii tlačení (kovotlačení, kroužení) lze rozdělit do dvou hlavních skupin:
  • klasické tlačení bez ztenčení stěny výtvarku - tzv. prosté (konvenční) tlačení plechu. Zahrnuje tváření rotujícího polotovaru s prostorovou uzavřenou plochou zpravidla tvaru nádoby s vydutým či vystouplým povrchem bez redukce tloušťky stěny;
  • tlačení s redukcí tloušťky stěny (se ztenčením tloušťky stěny výtvarku) - tzv. smykové tlačení plechu, při kterém na rozdíl od prostého tlačení dochází k záměrnému ztenčení stěny výtvarku (výtlačku), přičemž původní tloušťku výchozího polotovaru má dno výrobku.
  • Technologie tlačení bez ztenčení stěny je původní, stovky let stará technologie, při níž konečná tloušťka stěny tvářené nádoby zůstává stejná s výchozí tloušťkou polotovaru.
    Technologie tlačení se ztenčením stěny je technologie již progresivnější, při níž tloušťka stěny konečného výrobku závisí na úhlu tvořící křivky v místě kontaktu tvářecí kladky. Výchozí polotovar má několikanásobně větší tloušťku,než je tloušťka stěny hotové rotační součásti. Technologie tlačení se ztenčením stěny přináší i vysokou úsporu materiálu, v některých případech až 95 %. Kvalita povrchu vnitřních tvarů prakticky kopíruje parametry struktury povrchu použitého trnu. Struktura povrchu vnějších tvarů součásti je dána geometrií tvaru a povrchu použité kladky a technologickými parametry. Výchozí polotovar (rondel) pro tuto technologii nemusí mít vždy kruhový tvar. Je možno vycházet ze čtvercového přístřihu od nůžek, svařeného polotovaru, trubky, předlisovaného kalíšku atd.

    Možnosti výroby

    Dalším rozvojem původního známého výrobního způsobu kovotlačení byly objeveny zcela nové možnosti použití principů této technologie pro rozvoj progresivních, vysoce přesných strojírenských technologií v oblasti technologie tváření plechů, které dokonce mohou být opatřeny povrchovou úpravou. Širší použití technologie tlačení předpokládá, že pomocí vývojových prací bude rozšířen sortiment dílců tvářecími postupy s ohledem na dosažitelnou přesnost výrobků. Dále pak pro ekonomické použití tvářecích postupů budou sníženy zpravidla vysoké počty kusů. Toto základní stanovení cíle se odvozuje též z toho, že v rozsahu strojírenského průmyslu tvoří rotačně symetrické dílce malé i střední série, které jsou tradičně zpracovávány převážně technologií obrábění.
    Ekonomická výroba malých až středních počtů kusů vyžaduje také v rozsahu tvářecí techniky vývoj a nasazení flexibilních a automatizovaných výrobních úseků nenáročných na obsluhu. K tomu jsou vhodné tvářecí pochody, při nichž k tvarování plechu dochází pomocí relativních pohybů mezi výrobkem a nástrojem. Tak může být dosaženo pomocí moderních CNC zařízení vysokého stupně automatizace při současné flexibilitě výroby.
    Kovotlačitelské postupy mají samostatnou kinematiku pohybu srovnatelnou s obráběním, což je předností pro kombinovanou výrobu tvářením a obráběním při jediném upnutí polotovaru.

    Přednosti a nevýhody rotačního tlačení

    K všeobecným výhodám výrobního způsobu rotačního tlačení na hydraulických kovotlačitelských soustruzích především patří:
  • nízké náklady na výrobu nástrojů, které jsou jednoduché a do značné míry univerzální;
  • krátké seřizovací časy (již z toho důvodu se vyplatí použít uvedenou technologii k výrobě malého počtu kusů nebo dokonce ke zhotovení jednoho kusu);
  • možnost automatizace procesu při malých i velkých počtech kusů (tj. pro kusové i sériové výroby);
  • velmi dobré možnosti zhotovení rozměrnějších součástí, např. o průměru 3600 mm a tloušťce 4 mm;
  • možnost zhotovení součástí s vysokou přesností (± 0,05 mm), nízkými výrobními
  • tolerancemi a velmi jakostním povrchem;
  • úspora materiálu při výrobě kuželových tvarů speciálním způsobem tlačení;
  • úspora materiálu při použití rotačního tlačení součástí válcovitého tvaru, při kterém dochází ke ztenčení stěny plechu;
  • technologie rotačního tlačení umožňuje tvářet nejen hlubokotažné oceli, ale také nerezové oceli, žáruvzdorné oceli, ferochrom, titan a jeho slitiny, oceli s vyšší pevností, ale i barevné kovy.
  • K nevýhodám patří především relativně nižší produktivita práce ve srovnání s některými technologiemi hlubokého tažení.

    Experimentální ověření kovotlačitelských technologií

    Při sledování základních možností kovotlačitelských technologií byly na Vysokém učení technickém v Brně a ve spolupráci s VTÚO Brno provedeny experimenty, při nichž bylo sledováno chování austenitické nerezové oceli 17 241 o průměru 40 mm o výchozí jmenovité tloušťce plechu 3 mm s jednostranně nanesenou teflonovou vrstvou při smykovém tlačení. Kuželové výtažky zhotovené rotačním smykovým tlačením jsou alternativou k tažení kuželových výtažků, které jsou v některých případech velmi problematické při výrobě klasickými postupy.
    Sada vzorků s otryskaným povrchem byla opatřena teflonovou vrstvou, která byla aplikována na zkoušenou nerezovou ocel 17 241. Na zkušební vzorky v dodaném stavu i s následným tepelným zpracováním byla nanesena kruhová síť o průměru 5,2 mm za účelem sledování velikosti a průběhu deformace materiálu při smykovém tlačení polotovaru plechu. Povlak byl dvouvrstvý a tepelně zpracován. Konečná tloušťka povlaku byla 26 µm. Průměrná aritmetická úchylka posuzovaného profilu teflonové vrstvy byla Ra = 0,84 µm. S využitím upraveného soustruhu byly vzorky smykově tlačeny při otáčkách n = 500 min-1 a při posuvu s = 0,2 mm.ot-1. Na obr. 1 jsou uvedeny vybrané vzorky v osovém podélném řezu s vrstvou teflonu na vnitřní straně plechu. Vnější strana je bez teflonové vrstvy. Struktura vybraného vzorku s teflonovou vrstvou je dokumentována na obr. 2. Na obr. 3 je ukázána morfologie povrchu s tvářenou teflonovou vrstvou v oblasti pláště vzorku. Obr. 4 dokumentuje nanesenou kruhovou síť zhotovenou leptáním, pomocí níž byly sledovány průběhy a velikosti deformací při smykovém tlačení vzorku.
    Výsledky experimentů poukázaly na možnost výroby kuželových vzorků z oceli 17 241 technologií tlačením se ztenčením stěny z výchozí tloušťky plechu 3 mm na 1,2 mm při vrcholovém vzorku 52° 22´ z rondelu o průměru 40 mm, na nějž byl nanesen dvouvrstvý teflonový povlak s celkovou maximální tloušťkou vrstvy povlaku 26 [DM1]µm. Dále byly zjištěny velikosti a průběhy logaritmických deformací na vzorcích a morfologie povrchu teflonové vrstvy v celém rozsahu vzorků.
    Obsah článku navazuje na řešení výzkumného záměru MŠMT pod. zn. CZ 310003 "Rozvoj progresivních vysoce přesných strojírenských technologií".
    Autor je zavázán za podporu v rámci výše uvedeného výzkumného záměru.
    Reklama
    Vydání #7,8
    Kód článku: 10725
    Datum: 11. 07. 2001
    Rubrika: Trendy / Tváření
    Autor:
    Firmy
    Související články
    Ohraňovací lis s elektrickým pohonem

    Společnost Hans Zewe, která se zabývá válcováním oceli, spoléhá zcela na ohraňovací lisy Hämmerle a výrobní ředitel společnosti Gerhard Zwing je přesvědčen, že jsou nejlepší. Nově zakoupený stroj Xcite proto musel nejprve prokázat, že si své místo zaslouží. Ale povedlo se - Xcite je rychlý, neuvěřitelně přesný, má intuitivní ovládání a navíc dobře vypadá.

    Směry rozvoje technologií tváření při výrobě karoserií

    Stálé požadavky na snižování emisí oxidu uhličitého vyžadují soustavné snižování hmotnosti automobilu. U konvenčních pohonů automobilů lze jít jedině cestou lehčích karoserií. Lehké konstrukce vyžadují zachování crashových vlastností jako u ocelových karoserií.

    Trh výroby drátů a trubek

    Na düsseldorfském výstavišti bude druhý dubnový týden 2014 opět představen obor technologie zpracování a opracování drátů a kabelů, resp. trubek a rour na veletrzích wire a Tube. Bližší informace k této akci jsme vám přinesli v prosincovém vydání MM Průmyslového spektra, ale jelikož se následně konala tisková konference organizátora Messe Düsseldorf, jenž tradičně dodává hodnotné analýzy a statistická data k daným oborům, přinášíme vám výběr toho nejzajímavějšího.

    Související články
    Výroba speciálních materiálů válcováním za studena

    Probíhající globální hospodářská krize postihla významným způsobem i ocelářský průmysl. Dopad na jednotlivé regiony a druhy výrobků je ovlivněn reakcí jednotlivých států a významných producentů oceli. Paralelní a neméně významnou skutečností je rostoucí tlak na neustálou inovaci ocelářských výrobků. Na trhu EU existovalo v roce 2009 jen 30 % ocelářských výrobků, které byly dostupné i před deseti lety. Už tato samotná skutečnost potvrzuje významnou roli výzkumu a vývoje v ocelářském průmyslu.

    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Související články
    Ochrana činných ploch nástroje laserem

    Tvářecí nástroje jsou vystavovány stále většímu zatížení a tím i opotřebení. To také snižuje jejich trvanlivost. Pro odstranění tohoto negativního faktoru zkoumal Frauenhofer Institut für Produktionstechnologie IPT možnost použití laserových technologií.

    Vláknový laserový řezací systém

    LVD rozšiřuje svou řadu laserových řezacích systémů zavedením vysoce rychlostního vláknového laserového řezacího systému Electra FL.

    Technologie zpracovaní profilů a plechu

    Společnost Stierli-Bieger i Prinzing se zabývají výrobou strojů pro zpracování kovu s více jak 30. letou tradicí. Výrobce strojů Stierli se specializuje na výrobu horizontálních lisů pro ohýbání a rovnání kovových profilů, společnost Prinzing se zaměřuje na výrobu strojů ke tváření plechu. V Česku jsou oba výrobci zastoupeni společností Bickel and Wolf.

    Ocel splňující potřeby výrobního procesu

    Rodina produktů Ruukki Laser zahrnuje konstrukční oceli s mezí kluzu v rozmezí 200 - 420 MPa. Oceli Laser mají skvělé inženýrské vlastnosti a jsou ideální pro široké spektrum aplikací.

    Tvářecí a výrobní procesy ve stavbě lehkých karoserií

    Stále rostoucí nároky na zmenšování hmotnosti karoserií osobních automobilů a užitkových vozidel vytvářejí tlak na jejich konstruktéry a na výrobní technologie.

    Výzkum, vývoj a inovace procesů produkce elektrooceli a volně kovaných výkovků

    Realizací tříetapového rozvojového projektu Sekundární metalurgie (zprovozněn v září 1999) byl ve společnosti Žďas, a. s., vytvořen dostatečně široký prostor pro markantní, zcela zásadní změny ve výrobních technologických postupech se zaměřením na nejnáročnější trhy volně kovaných výkovků. Již v průběhu příprav prováděcích prací bylo přistoupeno k intenzivnímu vzdělávání zaměstnanců z řad THP i dělnických profesí tak, aby byli schopni nová zařízení nejen plně a zodpovědně ovládat a řídit, ale také aby byli dobře připraveni i na možnosti výzkumu, vývoje a inovací, které nově instalované zařízení přímo nabízelo.

    Víceosý kalibrační lis

    Nizozemská společnost Cirex - největší slévárna na světě, používající technologie odlévání na vytavitelný voskový model - využívá při dotváření a kalibraci čtyřsloupové lisy od firmy TOX Pressotechnik.

    Výzkum a vývoj technologie přesného tváření

    Lisování přesných dílců za studena je v současnosti na vysoké úrovni. Společnosti ANC Components a Comtes FHT řeší dosažení dalšího zefektivnění a zproduktivnění výrobního procesu v rámci dotovaného projektu Eureka spojením zkušeností praxe a výzkumných prostředků.

    Podnikání v těžkém klimatu

    Jak se v Irsku říká, "vane podivný vítr, který nenese nic dobrého". Skutečnost je taková, že Irsko nedostatkem větru netrpí a země využívá vzdušné elektrárny s kapacitou téměř 300 wattů na osobu. Krom toho zde také hodně prší a irská příroda je díky tomu zelená a bujná. Pršelo i po celou dobu naší nedávné návštěvy.

    Aktivní měření úhlů při ohýbání

    V dnešní době se u ohraňovacích lisů již stává standardem systém aktivního měření úhlů pro korekci úhlů přímo v ohýbacím procesu. Renomovaní výrobci tento systém běžně nabízejí ať již v základním vybavení stroje nebo jako příslušenství za příplatek.

    Reklama
    Předplatné MM

    Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

    Proč jsme nejlepší?

    • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
    • Vysoký podíl redakčního obsahu
    • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

    a mnoho dalších benefitů.

    ... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

        Předplatit