Inne

Narzędzia stosowane podczas tłoczenia – budowa i przeznaczenie

W wielu gałęziach przemysłu kształtowanie arkuszy i taśm metalowych odbywa się bez usuwania wielkiej ilości materiału. Zamiast tego używa się nacisk narzędzia, który powoduje ustabilizowaną przemianę formy obrabianego detalu. W ten sposób powstają elementy tłoczone o określonym kształcie, wymiarach a także właściwościach użytkowych.

Sam proces może obejmować zarówno proste operacje, jak i bardziej złożone przetwarzanie, w którym materiał jest stopniowo formowany w kilku etapach. W praktyce znaczenie ma nie tylko geometria końcowa, ale także grubość blachy, jej rodzaj, kierunek walcowania a także podatność na odkształcenia. Te czynniki wpływają na to, jak materiał zachowa się w trakcie nacisku i czy uzyskany kształt będzie zgodny z założeniami.

Tłoczenie metalu może być realizowane na różnorakie sposoby, zależnie od konstrukcji wyrobu i oczekiwanej dokładności. Używa się w głównej mierze cięcie, gięcie, wykrawanie, przetłaczanie czy głębokie tłoczenie. Poszczególne operacje mogą być prowadzone osobno albo połączone w jeden ciąg technologiczny. Przy łatwych detalach często wystarcza pojedyncza operacja, jednak przy bardziej przestrzennych kształtach niezbędne bywa rozłożenie pracy na kilka kolejnych etapów. Jest to ważne szczególnie wtedy, gdy materiał ma zostać mocno odkształcony. Zbyt gwałtowna zmiana kształtu może prowadzić do pęknięć, fałdowania lub innych niepożądanych przemian powierzchni. Dlatego w praktyce dobór parametrów procesu jest związany zarówno z dokumentacją techniczną, jak i z zachowaniem konkretnego materiału podczas obróbki.

Na wygląd i jakość elementów wpływa także stan narzędzi oraz sposób prowadzenia procesu. Matryca i stempel muszą posiadać należycie dobraną geometrię, ponieważ nawet niewielkie różnice mogą zmodyfikować sposób rozkładu sił w obrabianej blasze. Znaczenie mają także luzy robocze, prędkość pracy urządzenia oraz właściwe podparcie materiału. Przy produkcji większych serii dodatkowym zagadnieniem staje się iteracja. Detal może wyglądać prawidłowo przy pierwszej ocenie, a równocześnie różnić się wymiarami od kolejnych sztuk, jeżeli parametry procesu nie są utrzymywane w odpowiednim zakresie. Z tego powodu kontrola obejmuje niekiedy nie tylko i wyłącznie pomiar podstawowych wymiarów, lecz też sprawdzanie kształtu, otworów, krawędzi i miejsc zwłaszcza podatnych na odkształcenia. Wybór rozwiązania zależy więc od wymogów konkretnego wyrobu, a nie od jednej uniwersalnej metody.

Istotnym ograniczeniem pozostają właściwości samego materiału. Różne gatunki stali, aluminium czy innych metali mogą odmiennie reagować na nacisk i rozciąganie, wręcz jeżeli już mają zbliżoną grubość. W sytuacji bardziej wymagających kształtów powinno się uwzględnić możliwość sprężynowania, czyli częściowego powrotu materiału do wcześniejszej formy po zakończeniu nacisku. Zjawisko to może powodować różnice między kształtem przewidzianym w projekcie a faktycznym detalem i wymaga dobrego uwzględnienia już na etapie przygotowania procesu. Znaczenie ma też późniejsza obróbka, ponieważ elementy tłoczone mogą być następnie łączone, powlekane, gięte albo poddawane innym operacjom. Końcowy sposób utworzenia zależy więc od całego ciągu technologicznego, a nie jedynie od pojedynczego etapu formowania.

Warto zobaczyć: cięcie laserowe stali.