Czym jest Przetwarzanie Odkształceń Plastycznych? Przegląd Procesu

Przetwarzanie odkształceń plastycznych jest powszechnie stosowaną metodą obróbki metali obok obróbki skrawaniem, cięcia i odlewania. Poprzez zastosowanie siły do materiału i jego odkształcenie, technika ta umożliwia tworzenie różnorodnych produktów, od codziennych narzędzi po specjalistyczne komponenty przemysłowe. W tym artykule na blogu omówimy podstawy przetwarzania odkształceń plastycznych, badając jego różne metody i prezentując przykłady jego zastosowań we współczesnej produkcji. Niezależnie od tego, czy jesteś doświadczonym profesjonalistą, czy nowicjuszem w tej dziedzinie, zrozumienie tego procesu jest kluczem do docenienia jego wpływu i potencjału w przemyśle.

Odkształcenie plastyczne stosowane do produkcji części mechanicznych
Prześlij swoje dane 3D CAD

Czym jest Przetwarzanie Odkształceń Plastycznych? Jedna z Najstarszych Technik Obróbki Metali Ludzkości

Odkształcenie plastyczne odnosi się do właściwości materiału do zachowania nowego kształtu po zastosowaniu siły i jej usunięciu. Początkowo, gdy siła jest przykładana do materiału, odkształca się on elastycznie. To odkształcenie sprężyste nie jest trwałe, a jeśli siła zostanie usunięta na tym etapie, materiał wraca do swojego pierwotnego kształtu. Jednakże, jeśli siła zostanie zwiększona poza pewien próg, następuje odkształcenie plastyczne, a materiał zachowuje nowy kształt nawet po usunięciu siły. Ta właściwość jest wykorzystywana w procesach odkształcenia plastycznego do kształtowania produktów.

Proces kucia używany do tworzenia japońskich mieczy jest doskonałym przykładem procesu odkształcenia plastycznego. Ta metoda sięga czasów starożytnych, a artefakty z około 3000 roku p.n.e. w starożytnym Egipcie pokazują dowody kucia. Dziś jest używana w szerokim zakresie zastosowań, od codziennych przedmiotów, takich jak główki kijów golfowych, po specjalistyczne komponenty, takie jak wały korbowe silników i części rakiet.

Zalety Procesu Odkształcenia Plastycznego

Poprawa Właściwości Materiału:

Duże odkształcenie materiału redukuje wady, takie jak naprężenia resztkowe, i poprawia wytrzymałość poprzez utwardzanie przez odkształcenie. W przeciwieństwie do obróbki skrawaniem, odkształcenie plastyczne nie przecina struktury materiału, co skutkuje mocniejszymi produktami końcowymi odpowiednimi do zastosowań w wysokim naprężeniu.

Krótszy Czas Obróbki:

Użycie form pozwala na szybszą produkcję, co czyni ją idealną do masowej produkcji.

Wysoka Wydajność Materiałowa:

W przeciwieństwie do obróbki skrawaniem, która generuje dużo odpadów materiałowych, odkształcenie plastyczne minimalizuje odpady. To zmniejsza ilość potrzebnego surowca, obniżając koszty.

Unikalne Produkty:

Niektóre produkty, takie jak blachy stalowe produkowane w hutach, mogą być wytwarzane tylko poprzez odkształcenie plastyczne.

Wady Procesu Odkształcenia Plastycznego

Wysokie Koszty Sprzętu:

Potrzeba zastosowania znacznej siły do odkształcenia materiałów wymaga dużych maszyn i sprzętu grzewczego. Istnieją również koszty związane z produkcją i utrzymaniem form.

Niższa Dokładność Wymiarowa:

W zależności od rodzaju odkształcenia plastycznego i kształtu części, dokładność wymiarowa jest zazwyczaj niższa niż w przypadku obróbki skrawaniem. Dlatego odkształcenie plastyczne jest często używane do tworzenia zgrubnych kształtów, po czym następuje dodatkowa obróbka skrawaniem dla precyzyjnych wymiarów.

Rodzaje Procesów Odkształcenia Plastycznego i Przykłady Produktów

Procesy odkształcenia plastycznego obejmują różne metody, z których każda ma unikalne zastosowania i zalety. Oto główne rodzaje:

Kucie

Kucie polega na kształtowaniu produktu za pomocą form i narzędzi, często z wykorzystaniem pras kuźniczych lub młotów pneumatycznych. Ta metoda jest szczególnie odpowiednia do tworzenia komponentów o wysokiej wytrzymałości. Przykłady produktów kutych obejmują narzędzia domowe, takie jak klucze, krytyczne części silników samochodowych i duże komponenty do rakiet.

Walcowanie

Walcowanie polega na przepuszczaniu materiału między obracającymi się walcami w celu jego sprasowania i wydłużenia. Do tego procesu używa się walcowni. Typowe produkty to blachy stalowe, stosunkowo grube pręty i rury produkowane w hutach.

Tłoczenie

Tłoczenie wykorzystuje formy do kształtowania blachy w pożądane formy. Prasy ułatwiają ten proces, produkując przedmioty takie jak stalowe meble, obudowy i karoserie samochodowe.

Wyciskanie

Wyciskanie polega na sprasowaniu materiału w komorze i przepchnięciu go przez matrycę, aby stworzyć długie produkty o stałym przekroju poprzecznym. Do tej metody używa się pras wyciskających. Przykłady obejmują aluminiowe ramy okienne i komponenty lotnicze.

Rysunek

W przeciwieństwie do wyciskania, ciągnienie polega na przeciąganiu materiału przez matrycę w celu zmniejszenia jego przekroju poprzecznego, tworząc długie produkty o określonych kształtach. Używa się maszyn do ciągnienia drutu i ławek ciągnących. Produkty obejmują druty, pręty kwadratowe i rury.

Walcowanie

Walcowanie gwintów, lub walcowanie ogólnie, polega na dociskaniu obracających się narzędzi zwanych matrycami walcującymi do obracających się materiałów w celu ich kształtowania. Maszyny walcujące wykonują ten proces, powszechnie używany do produkcji śrub z gwintem i kół zębatych, które wymagają wysokiej wytrzymałości i masowej produkcji.

Podsumowanie

Ten przegląd obejmuje podstawy procesów odkształcenia plastycznego, ich rodzaje i przykłady produktów. Unikalne zalety procesów odkształcenia plastycznego, takie jak osiąganie kształtów bliskich ostatecznym przy mniejszej liczbie kroków, produkty o wysokiej wytrzymałości i opłacalna masowa produkcja, odróżniają je od innych metod. Przy wyborze metody obróbki należy wziąć pod uwagę kształt i funkcję komponentów, aby uwzględnić procesy odkształcenia plastycznego jako realną opcję.