Tvárnenie plechov je široko využívaný výrobný proces v rôznych priemyselných odvetviach. Využíva sa pri ňom tvárnenie bez zmeny hmotnosti, objemu a zloženia materiálu, ale mení sa povrch a vlastnosti spracovávaných kovov. Tento proces sa zvyčajne vykonáva pomocou špeciálnych elektronicky riadených strojov, ako sú lisy, ohýbačky a buchary.
Materiály a procesy tvárnenia plechov
Medzi najčastejšie používané materiály pri tvárnení plechov patria oceľ, meď, hliník, zliatiny hliníka a zliatiny medi. Existujú rôzne typy tvárnenia, ktoré sa rozlišujú podľa teploty (za tepla, za poloohrevu a za studena), typu obrobku (plošné a objemové tvárnenie) a typu mechanického namáhania (ťahom, tlakom, šmykom). Medzi špeciálne postupy patrí kalenie pod lisom a Flexform.
Typy tvárnenia plechov
- Tvárnenie ťahom a tlakom (DIN 8584): Vytvára súčasne tlakové a ťahové zaťaženie s rôznymi smermi pôsobenia. Hlboké ťahanie je dôležitá podskupina, pri ktorej sa ploché plechy ťahajú do dutých foriem.
- Tvárnenie ťahom (DIN 8585): Plechy sa naťahujú ťahovým napätím a duté telesá sa rozširujú.
- Ohýbanie (DIN 8586): Vykonáva sa samotným ohýbaním, pričom sa využíva rotačný alebo priamočiary pohyb nástroja.
- Valcovanie: Kov sa tvárni rotujúcimi valcami.
- Šmykové tvárnenie (DIN 8587): Nástroj vykonáva rotačný alebo priamočiary pohyb.
- Tlakové tvárnenie (DIN 8583): Vykonáva sa napríklad valcovaním alebo voľným kovaním.
Presnosť a technológia Flexform
Tvárnenie plechov je ideálne pre veľkovýrobu, ale forma nie je vždy vyrobená s stopercentnou presnosťou. Na získanie presného hotového dielu sa obrobok musí dodatočne spracovať. Väčšina procesov dosahuje presnosť medzi IT16 a IT12, pričom presné procesy umožňujú presnosť IT8 alebo IT6. Metóda Flexform je hospodárna, rýchla a všestranná metóda tvárnenia plechov, ktorá sa používa na malosériovú výrobu a vývoj prototypov.
Výhody tvárnenia plechov
V porovnaní s reznými procesmi ponúka tvárnenie kovu optimálne využitie materiálu bez vzniku kovového odpadu. Obrobok má štruktúru vlákien vhodnú pre použitie, čo vedie k vysokej pevnosti a zaťažiteľnosti.
Teploty tvárnenia
Tvárnenie za studena sa vykonáva pod rekryštalizačnou teplotou, tvárnenie za poloohrevu sa vykonáva pri teplotách nižších ako rekryštalizačná teplota (600 až 950 °C) a tvárnenie za tepla sa vykonáva pri teplotách nad rekryštalizačnou teplotou. Tvárnenie za studena zvyšuje pevnosť materiálu a umožňuje jeho presnejšie obrobenie. Tvárnenie za poloohrevu kombinuje výhody oboch metód a tvárnenie za tepla je energeticky náročná metóda vhodná na tvárnenie rôznych kovov.
Prečítajte si tiež: Moderné spracovanie hrán s robotmi
Simulácie v tvárnení plechov
Moderná technika tvárnenia využíva simulácie na vizuálnu reprodukciu tvárnenia kovov, výpočty a vizualizáciu výsledkov. To umožňuje presne predpovedať možné chyby a zlepšiť technické postupy a využitie materiálu.
Aplikácie tvárnenia plechov
Tvárnenie plechov sa používa v automobilovom priemysle, potravinárskom priemysle, leteckom a kozmickom priemysle, v domácich spotrebičoch, konštrukcií prístrojov, elektrotechnike, farmaceutickom a zdravotníckom priemysle a v meracej a riadiacej technike.
Ohýbanie plechov: Detaily a procesy
Pri ohýbaní plechov pôsobí sila rovnomerne lineárne alebo bodovo a miera deformácie závisí od sily ohybového momentu. Raziace stroje, zakružovačky a ohraňovacie lisy umožňujú rôzne typy ohýbania. Pri lise na ohýbanie tlačí nástroj s určitou silou nadol na plech. Dôležitú úlohu zohráva zloženie materiálu a pevnosť v ťahu, ktorá nesmie byť prekročená. Na výpočet potrebnej lisovacej sily je potrebné poznať dĺžku ohranenia, hrúbku materiálu, uhol ohybu a smer valcovania. Väčšia hrúbka materiálu všeobecne vyžaduje väčší polomer ohybu.
Bežné chyby pri ohýbaní
- Nesprávne poradie ohybov: Ohyby sa musia plánovať dopredu tak, aby bolo možné súčiastku vložiť medzi prizmu a nôž.
- Nevhodné nastavenie parametrov: Sila prítlaku je zbytočne veľká a dochádza k otlačeniu noža v ohýbanom materiáli.
- Materiál nevhodný na ohýbanie: Krehký materiál sa láme alebo trhá na vonkajšej hrane.
- Nerešpektovanie orientácie vlákien materiálu: Vlastnosti materiálu sú ovplyvnené už pri jeho výrobe. Napríklad valcovaný plech má iný uhol odpruženia pri ohybe v závislosti od orientácie jeho vlákien.
- Odpruženie pri ohybe: po odľahčení ohýbacej sily sa materiál vráti o určitý uhol. Tento uhol sa nazýva uhol odpruženia a je nutné s ním pri ohýbaní počítať. Znamená to že ohýbaný materiál sa na dosiahnutie požadovaného rozmeru musí prehnúť viac o uhol odpruženia. Tento uhol je závislý od vlastností samotného materiálu.
- Minimálny polomer ohybu: je to minimálny rozmer a pri jeho prekročení sa na vonkajšej naťahovanej strane porušia vlákna materiálu a dôjde k jeho znehodnoteniu. Tento rozmer je závislý na plastickosti materiálu, druhu materiálu, jeho hrúbke, kvalite a spôsobe ohýbania.
Kovovýroba a povrchová úprava
Kovovýroba zahŕňa aj brúsenie, leštenie, zváranie a povrchovú úpravu práškovým lakovaním. Zváranie sa vykonáva metódami MIG (CO2) a TIG, prípadne plameňom s mosadzou. Povrchová úprava práškovým lakovaním zabezpečuje tvrdší a odolnejší povrch.
Prečítajte si tiež: Dokonalá príloha: Hranolky
Prečítajte si tiež: Ako si pripraviť domáci čučoriedkový džem