Výkres (výroba) - Drawing (manufacturing)
Kreslení je proces obrábění kovů, který využívá tahové síly k protažení (prodloužení) kovu , skla nebo plastu. Jak je kov tažen (tažen), táhne se, aby se ztenčil, aby se dosáhlo požadovaného tvaru a tloušťky. Kreslení se dělí na dva typy: kreslení plechů a kreslení drátů , tyčí a trubek . Kresba plechu je definována jako plastická deformace na zakřivené ose. Pro tažení drátu, tyče a trubice se výchozí materiál táhne matricí, aby se zmenšil jeho průměr a zvětšila jeho délka. Tažení se obvykle provádí při pokojové teplotě, což je klasifikováno jako proces tváření za studena , avšak tažení se může provádět také při zvýšených teplotách, aby se za horka pracovaly velké dráty, tyče nebo duté profily, aby se snížily síly.
Kreslení se liší od válcování v tom, že tlak tažení se nepřenáší otáčením frézy, ale závisí na síle působící lokálně v blízkosti oblasti stlačení . To znamená, že množství možné tahové síly je omezeno pevností v tahu materiálu, což je zvláště patrné při tažení tenkých drátů.
Výchozím bodem tažení za studena je za tepla válcovaný materiál vhodné velikosti.
Procesy
Kov
Plech
Úspěch tváření je ve vztahu ke dvěma věcem, toku a roztažení materiálu. Protože forma vytváří tvar z plochého plechu, je potřeba, aby se materiál pohyboval do tvaru formy. Tok materiálu je řízen tlakem aplikovaným na polotovar a mazáním aplikovaným na matrici nebo polotovar. Pokud se forma pohybuje příliš snadno, v části se objeví vrásky. Aby se to napravilo, je na polotovar aplikován větší tlak nebo menší mazání, aby se omezil tok materiálu a způsobilo se, že se materiál natáhne nebo ztenčí. Pokud použijete příliš velký tlak, díl bude příliš tenký a zlomí se. Kreslení kovu vyžaduje nalezení správné rovnováhy mezi vráskami a lámáním, aby se dosáhlo úspěšné části.
Hluboká kresba a mělká kresba
Pokud obrobek kreslí déle, než je jeho průměr, stane se z kreslení plechu hluboký výkres . Je běžné, že se obrobek zpracovává také pomocí jiných tvářecích procesů, jako je děrování , žehlení , zúžení , válcování a lemování . V mělkém výkresu je hloubka výkresu menší než nejmenší rozměr díry.
Tyč, trubka a drát
Tažení tyčí, trubek a drátu funguje na stejném principu: výchozí materiál tažený matricí, aby se zmenšil průměr a zvětšila délka. Matrice je obvykle namontována na tažné lavici . Konec obrobku je zmenšen nebo nasměrován, aby se konec dostal do formy. Konec se poté umístí do rukojetí a zbytek obrobku se protáhne matricí. Ocele, slitiny mědi a slitiny hliníku jsou běžné materiály, které se táhnou.
Kresba může být také použita pro tvarování za studena tvarovaného průřezu. Za studena tažené průřezy jsou přesnější a mají lepší povrchovou úpravu než horké extrudované díly. Kvůli zpevnění práce lze místo drahých slitin použít drahé materiály .
Pruhový výkres
Tyče nebo tyče, které se táhnou, nelze svinout, proto se používají tažné lavice s přímým tahem. Řetězové pohony se používají k tažení obrobků až do 30 m (98 ft). U obrobků kratší délky se používají hydraulické válce.
Zmenšení plochy je obvykle omezeno na mezi 20 a 50%, protože větší zmenšení by překročilo pevnost v tahu materiálu, v závislosti na jeho tažnosti . K dosažení určité velikosti nebo tvaru může být zapotřebí více průchodů postupně menšími matricemi nebo mezilehlými žíháními .
Kreslení trubek
Kreslení trubek je velmi podobné kreslení tyčí, kromě toho, že počáteční polotovar je trubka. Používá se ke zmenšení průměru, zlepšení povrchové úpravy a zlepšení rozměrové přesnosti. V závislosti na konkrétním použitém procesu může nebo nemusí být použit trn . Plovoucí zátka může být také vložena do vnitřního průměru trubky pro ovládání tloušťky stěny.
Tažení drátu
Tato technika se již dlouho používá k výrobě pružného kovového drátu tažením materiálu řadou matric zmenšující se velikosti. Tyto raznice jsou vyráběny z řady materiálů, nejběžnější jsou karbid wolframu a diamant .
Proces tažení za studena pro ocelové tyče a dráty
- mazání trubek: Povrch tyče nebo trubky je potažen tažným mazivem, jako je fosfát nebo olej, aby se napomohlo tažení za studena.
- Zatlačovací ukazovátko: Velikost několika palců olověných konců tyče nebo trubice se zmenší zmenšením nebo protlačením, aby mohly volně procházet tažnou matricí. Poznámka: To se děje proto, že otvor matrice je vždy menší než původní velikost tyče nebo cívky.
- Tažení za studena, procesní kreslení: V tomto procesu je tažený materiál při pokojové teplotě (tj. Za studena tažený). Špičatý / zmenšený konec tyče nebo cívky, který je menší než otvor matrice, prochází matricí, kde vstupuje do uchopovacího zařízení tažného stroje. Tažný stroj táhne nebo táhne zbývající neredukovanou část tyče nebo cívky skrz matrici. Matrice zmenšuje průřez původní tyče nebo cívky, tvaruje profil výrobku a zvětšuje délku původního výrobku.
- Hotový produkt: Tažený produkt, který se označuje jako tažený za studena nebo za studena, vykazuje jasný a / nebo leštěný povrch, zvýšené mechanické vlastnosti, zlepšené vlastnosti obrábění a přesné a jednotné rozměrové tolerance.
- Víceprůchodové kreslení: Studené kreslení složitých tvarů / profilů může vyžadovat, aby každá tyč / cívka byla nakreslena několikrát, aby se vytvořil požadovaný tvar a tolerance. Tento proces se nazývá víceprůchodové tažení a zahrnuje tažení skrz menší a menší otvory matrice. Materiál se obvykle žíhá mezi každým průtahem, aby se odstranila studená práce a zvýšila se tažnost.
- Žíhání: Jedná se o tepelné zpracování, které se obvykle používá ke změkčení taženého materiálu, ke změně mikrostruktury, mechanických vlastností a charakteristik obrábění oceli a / nebo k odstranění vnitřních napětí ve výrobku. V závislosti na požadovaných vlastnostech hotového výrobku může být žíhání použito před, během (mezi průchody) nebo po operaci tažení za studena, v závislosti na požadavcích na materiál.
Sklenka
Podobné procesy tažení se používají při foukání skla a při výrobě skleněných a plastových optických vláken .
Plasty
Plastové tažení, někdy označované jako tažení za studena , je stejný postup jako u kovových tyčí, ale aplikuje se na plasty.
Plastické tažení se používá především při výrobě plastových vláken . Proces objevil Julian W. Hill (1904–1996) v roce 1930, když se snažil vyrobit vlákna z raného polyesteru . Provádí se poté, co byl materiál „spřádán“ na vlákna; extrudováním taveniny polymeru póry zvlákňovací trysky . Během tohoto procesu mají jednotlivé polymerní řetězce tendenci se trochu vyrovnat kvůli viskóznímu toku . Tato vlákna mají stále amorfní strukturu, takže jsou tažena k dalšímu vyrovnání vláken, čímž se zvyšuje krystalinita , pevnost v tahu a tuhost . To se provádí na tažném twisterovém stroji.
U nylonu je vlákno napnuto na čtyřnásobek své předené délky. Krystaly vytvořené během tažení jsou drženy pohromadě vodíkovými vazbami mezi amidovými vodíky jednoho řetězce a karbonylovými kyslíky jiného řetězce.
Deska z polyethylentereftalátu (PET) je tažena ve dvou rozměrech, aby se vytvořil BoPET (biaxiálně orientovaný polyethylentereftalát) se zlepšenými mechanickými vlastnostmi.
Viz také
Reference
Bibliografie
- Degarmo, E. Paul; Black, J T .; Kohser, Ronald A. (2003), Materials and Processes in Manufacturing (9. vydání), Wiley, ISBN 0-471-65653-4.
- Kalpakjian, Serope; Schmid, Steven R. (2006), Manufacturing Engineering and Technology (5. vydání), Upper Saddle River, NJ: Pearson Prentice Hall, ISBN 0-13-148965-8