Az előző eljárásnál nehézkes volt a teríték adagolása, így azt W. Pankin továbbfejlesztette. Az ellentartót átalakította húzógyűrűvé, és ráncgátlót alkalmazott. Elhagyta a membránt is. Az általa kialakított szerszám látható a 2.5.8. ábrán. A továbbiakban az eljárás megtartotta a hidraulikus mélyhúzás összes előnyét és az egyszerű kettősműködésű sajtókon való alkalmazhatóságot. Az ábrán látható berendezésben a terítéket közvetlen a húzógyűrűre helyezzük. A teríték zárja le a folyadékszekrényben lévő hidraulikus közeget (általában vizet). A húzógyűrűt körben tömítve csavarokkal rögzítik a folyadékszekrényhez. A húzógyűrűn a húzóéltől bizonyos távolságra szintén tömítés található. Ehhez a tömítéshez nyomja hozzá a ráncgátló a terítéket, így zárva a folyadékteret. Ez után indul meg a húzóbélyeg és az alakjának megfelelően nyomja a lemezt a folyadéktérbe. A folyadéktérben a nyomás csak a nyomásszabályzó szelepen beállított értékig növekedhet. A folyadéknyomás egyrészt a bélyeghez nyomja a lemezt, másrészt a bélyeg mellet különösen ha az kúpos deformálja. Így a lemezen a bélyeg körül egy váll képződik és a mélyhúzás nem a húzógyűrű élén át, hanem ezen a folyadékvállon megy végbe. A folyadéknyomást a bélyeg behatolási útjának függvényében kell szabályozni. A folyadéktároló tartályból a folyadék sűrített levegővel nyomható vissza a folyadékszekrénybe. Gyűjtse ki és tanulja meg a hidromechanikus mélyhúzás alkalmazásának területét! Az eljárás alkalmazhatósága: Előhúzott munkadarabok hidromechanikus továbbhúzására Előhúzott munkadarabok kifordító húzására Alkalmas egy szerszámban egyesíteni a hagyományos mélyhúzást és a hidromechanikus kifordító húzást Alkalmazható egy szerszámban kivágásra és továbbhúzásra is. 2.5.8. ábra Hidromechanikus mélyhúzás Tanulmányozza az eljárást! Rajzolja le elvi ábráját, tanulja meg működését! 2.5.4. Mélyhúzás fűtött ráncgátlóval Egyes rosszul alakítható fémek,illetve ötvözetek mélyhúzásakor csak kis húzási viszony érhető el. Különösen igaz ez a nagyszilárdságú ötvözetekre, amelyek nagy az alakítási szilárdsága és 9
keményedési görbéje is meredeken emelkedik az alakítás mértékének függvényében. Ilyenkor az alakíthatóságot lényegesen megkönnyítené, ha az alakítási szilárdságot csökkenteni tudnánk. Ez valósítható meg a fűtött ráncgátlójú szerszámmal. A ráncgátló alatti teríték fűtésével biztosítható a mélyhúzott lemez alakítási szilárdságának a csökkentése. Mivel a meleg anyagnak kisebb az alakítási szilárdsága, így lecsökken a fenékleszakító erő is, amely meghatározza az egy húzási fokozatban megvalósítható húzási viszonyt. A megfelelő mértékű fenéklaszakító erő biztosítása végett a ráncgátló alól kihúzott anyagot hűtjük. Hűtjük egyrész a hűtött bélyegen keresztül, másrészt a húzóél hűtésével. Ilyen szerszámot mutatunk be a 2.5.9. ábrán. A fűtött ráncgátlóval való húzás esetén AlCuMg ötvözetek húzásánál m=0,32, titánötvözetek húzásánál m=0,4 húzási mértéket is elértek. A húzási sebesség nem lehet gyors, biztosítani kell a lemez felmelegedését (3 5 s), ezért a műveletet hidraulikus présen, vagy kis löketszámú (15-20 löket/min) mechanikus sajtón kell végezni. Gyűjtse ki és tanulja meg a fűtött ráncgátlóval való mélyhúzás előnyeit, hátrányait! A fűtött ráncgátlóval való húzás előnyei: Nagyszilárdságú, erősen keményedő anyagok is mélyhúzhatók Nagyobb húzási viszony érhető el Előnyös a nem körszimetrikus darabok mélyhúzásánál Csökken a húzási fokozatok száma Csökken a gyártóeszköz költség A fűtött ráncgátlóval való húzás hátrányai: Bonyolultabb a szerszám Lassabb a húzási művelet Szabályozni kell a szerszám hőmérsékletét 2.5.9. ábra Fűtött ráncgátlós mélyhúzás Olvassa el a fejezetet! Gyűjtse ki az alakítási folyamatok csoportosítását az alakváltozás sebessége és jellege szerint! Jegyezze meg a fő jellemzőket! 10
2.6. Nagy energiasebességű lemezalakító eljárások Alakítási folyamat Alakváltozási sebesség 1 ϕ sec jelleg Statikus 0 3 10-3 Izotermikus Kvázi statikus 3 10-3 -10 2 Nagysebességű technológia Az alakítás közbeni hőtermelés nem elhanyagolható >10 2 adiabatikus Az alakítási folyamatok csoportosítása az alakváltozási sebesség alapján: A fémek képlékeny vagy rideg viselkedése nem tulajdonság, hanem állapot. Az állapottényezők egyike az alakváltozási sebesség Hagyományosnak tekinthetők, ill. a gyakorlatban legközismertebb technológiák a kvázi statikus eljárásokba sorolhatók. A nagyon kissebességű technológiák jól ismert egyike a térfogatalakítás szerszámainak gyártásánál használt ún. hidegbenyomás. A nagysebességű technológiák igen rövid idő (néhány µs) alatt játszódnak le. Ehhez az szükséges, hogy az alakító energia robbanásszerűen keletkezik és adódik át az alakítandó munkadarabra. Ezért nem egyszerűen nagysebességű, hanem nagy energiasebességű technológiákról beszélünk.(angolul High Energy Rate Forming HERF) Tanulmányozza az eljárást! Rajzolja le elvi ábráját, tanulja meg működését! 2.6.1. Robbantásos lemezalakító eljárások A robbantásos lemezalakító eljárásoknál a munkadarabot (legtöbbször) vízben terjedő nyomáshullám alakítja. A lemez csak az alakítási folyamat végén érintkezik a szerszámmal, ami rendszerint a negatív forma 2.5.10. ábra. Az alakításhoz szükséges energiát robbanóanyag kémiai energiája biztosítja. A robbanóanyagot gömb, csonka kúp, vagy huzal alakúra sajtolják, attól függően, hogy gömb alakú vagy henger alakú nyomáshullámra van szükség a lemezalkatrész kialakításához. 11
2.5.10. ábra Robbantásos alakítás 1- robbanó töltet 2- nyomásközelítő közeg (víz) 3- negatív forma (szerszám) 4- alakítandó lemez 5- leszorító (ráncgátló) Alkalmazási terület: nem nagy darabszámban, nagyméretű lemezalkatrészek gyártása. Megjegyzés: a robbantásos technológiáknál a lemez mozgási sebessége elérheti a 200-300 m/s-t is. Tanulmányozza az elvi ábráját, tanulja meg eljárást! Rajzolja le működését! 2.6.2. Elektrohidraulikus lemezalakítás Az elektrohidraulikus alakító eljárásnál a nyomást átadó közegben (vízben) szikrakisülés vagy vékony rézhuzal megolvadása (elgőzölgése) révén víz- gőz fázis keletkezik. Ennek fajtérfogata a vízének sok ezerszerese, ezért a vízben gömb, vagy henger alakú nyomáshullám keletkezik. Fentiek alapján megkülönböztetünk ívkisüléses és olvadóhuzalos elektrohidraulikus alakítást (2.5.11. ábra) Olvadó huzalos elektrohidraulikus alakítás 12
2.5.11. ábra Olvadóhuzalos elektrohidraulikus alakítás 1- elektródák 4- szerszám foglalat 2- víz 5- alakítandó cső 3- szerszám 6- alakított darab Az elektrohidraulikus alakítás áramkörének elvi vázlata. Az ívkisülést, ill. a huzalolvadását biztosító áramkör egyszerűsített vázlata látható a 2.5.12. ábrán. Néhány jellemző adat: Egy alakító művelet energiája: 1-100 kws Töltőfeszültség: 5-20 kw A kondenzátor kapacitása: 1-100 µf. 2.5.12. ábra Áramkör vázlata 1- transzformátor 2- egyenirányító 3- töltő ellenállás 4- kondenzátor telep 5- nagyáramú tehetetlenségmentes kapcsoló (Ignitron) 6- szikraköz, elektródák 7- túlfeszültségleszorító 13
Tanulmányozza az eljárást! Rajzolja le elvi ábráját, tanulja meg működését! 2.6.3. Elektromágneses lemezalakítás Az elektromágneses alakításnál a kondenzátor telepben tárolt villamos energiát az alakító tekercsen keresztül sütik ki. Az indukciós tekercsben csillapított lengésű áram alakul ki. A tekercs változó mágneses tere a munkadarabban, mint egyetlen zár menetben áram indukálódik. Az indukciós tekercs és a munkadarab örvényáramának mágneses terei a egymásra hatásából a munkadarabra mechanikai nyomás hat, mely a rendszer villamos jellemzőiből meghatározható. Elegendően nagy áramerősséget alkalmazva ez a nyomás elegendő lehet a lemez előgyártmány alakítására. Jellegzetes alakító műveletek: csőtágítás, szűkítés, szerelő alakítás (2.5.13. ábra). Alakítható anyagok: Al és ötvözetei, réz és ötvözetei, vékony lágyacél lemez, ill. cső. 2.5.13. ábra Elektromágneses alakítás 1- alakító tekercs 2- mágneses erővonalak 3- alakítandó előgyártmány 4- alakított (bevonatoló fémcső) 5- porcelán, fa, ill. fémtest melyre az előgyártmányt ráalakítjuk 6- kondenzátor telep Az elektromágneses alakítás néhány másodperces ütemidővel alkalmas, pl. porcelán, fa, műanyag vékony lemezzel (csővel) való bevonatolására. Ez egy szerelő-alakító műveletnek is nevezhető. 14