VISOKA TEHNIKA KOLA STRUKOVNIH STUDIJA NOVI BEOGRAD

SEMINARSKI RAD IZ PREDMETA OBRADNI PROCESI TEME: OBRADA STRUGANJEM OBRADA METALA PLASTINIM DEFORMISANJEM ELEKTROLUNO ZAVARIVANJE

Profesor : dr Aleksandar Rakovi

Student: Nikola Kamerla 55/2010

SADRAJ

1.

Obrada struganjem.....................................................3

1.1 Strugovi........................................................................4 1.2 Elementi predmeta obrade..........................................5 1.3 Elementi reima rezanja..............................................62.

Obrada metala plastinom deformacijom..7

2.1. Sabijanje..8 2.2. Istiskivanje..9 2.3. Savijanje10 2.4. Alati i maine alatke...12 3. Elektroluno zavarivanje..13 3.1. Elektrini luk13 3.2 Osnovno zavarivanje - Ravan spoj.14 3.3 Priprema spojeva V-zakoenje.15 Literatura..16

2

1.

Obrada struganjem

Obrada metala struganjem spada u najrasprostranjenije vidove obrade metala rezanjem sa skidanjem strugotine. Zastupljena je u izvoenju najrazliitijih operacija obrade: uzduna obrada (spoljanja i unutranja) eona obrada usecanje odsecanje fazonska obrada izrada konusa izrada zavojnice buenje lena obrada

Izvoenje svih ovih operacija se izvodi na univerzalnim, namenskim, specijalnim i automatskim strugovima. Pri obradi na strugu neposredno uestvuju samo predmet obrade i alat, na ije meusobne odnose utie vie faktora koje emo svrstati u odreene grupe kako bi preglednije analizirali njihov uticaj. Za nas su od primarnog znaaja: elementi predmeta obrade geometrija alata elementi reima rezanja.

3

1.1 StrugoviNjihova osnovna namena je obrada cilindrinih, konusnih, eonih i fazonskih povrina. U savremnoj mainskoj industriji sreemo razliite vrste strugova: 1. Stoni strugovi sa iljcima (malih dimenzija primenjeni u preciznoj mehanici) 2. Produkcioni strugovi sa iljcima (imaju samo vuno vreteno) 3. Univerzalni strugovi (sa vodeim i vunim vretenom) 4. eoni strugovi (za poprenu obradu) 5. Vertikalni strugovi 6. Vieseni strugovi (sa dva ili vie nosaa alata) 7. Revolver strugovi 8. Poluautomatski strugovi 9. Automatski strugovi 10. Kopirni strugovi 11. Strugovi za leno struganje U zavisnosti od obima i sistema proizvodnje strugovi se mogu svrstati u tri grupe: strugovi za pojedinanu proizvodnju strugovi za serijsku proizvodnju strugovi za masovnu proizvodnju

4

1.2 Elementi predmeta obradeObrada na strugu omoguuje nam da od pripremka posredstvom potrebnih operacija dobijamo izradak traenih dimenzija, oblika i kvaliteta obraenih povrina. Na strugu moemo vriti obradu cilindrinih, konusnih i eonih povrina. Na slici 1. prikazan je uzajamni poloaj predmeta obrade i alata za sluaj uzdune spoljanje obrade.

Slika 1. Uzajamni poloaj predmeta obrade i alata za sluaj uzdune spoljanje obrade 1. Glavno kretanje (obrtno kretanje predmeta obrade) 2. Pomono kretanje (pravolinijsko kretanje noa) paralelno osi predmeta obrade 3. Neobraena povrina (povrina sa koje treba skinuti predvieni dodatak za obradu) 4. Povrina rezanja (povrina koja spaja obraenu i neobraenu povrinu, a formira se u samom procesu rezanja). 5. Obraena povrina (povrina dobijena na predmetu obrade posle svakog prolaza alata). 6. Osnovna ravan (ravan u kojoj lei osnova noa paralelna pravcu pomonog kretanja i pravcu prodiranja, a upravna na pravac vektora brzine rezanja). 5

7. Ravan rezanja (zamiljena ravan koja prolazi kroz glavno seivo i vektor brzine, a tangira povrinu rezanja).

1.3 Elementi reima rezanjaDa bi se proces stvaranja strugotine odvijao kontinualno na strugu potrebno je da postoji ravnomerno obrtno kretanje pripremka i ravnomerno kretanje seiva alata paralelno sa osom pripremka ili upravno na osu pripremka. Osnovni elementi reima rezanja su: - dubina rezanja S- korak a- debljina strugotine b- irina strugotine A- popreni presek strugotine V- brzina rezanja F- otpori rezanja tg- glavno vreme

Slika 1.1 Elementi reima rezanja

6

2.

OBRADA METALA PLASTINOM DEFORMACIJOM

Metali kao kristalne strukture poseduju svojstva plastinog deformisanja u hladnom i toplom stanju.Ovo slui kao osnova za niz metoda obrade metala plastinom deformacijom ,sa i bez odvajanja,koje se primenjuju u svim industrijama .Sve metode obrade plastinom deformacijom uglavnom definie alat,za razliku od obrade rezanjem gde metode definie,pre svega, kinematika, odnosno maina. U odnosu na druge metode obrade,obrada plastinom deformacijom ima niz prednosti: Jednostavna kinematika obradnih sistema. Jednim hodom izvrnog organa maine mogu se oblikovati sloena prostorna tela Delovi,posle obrade plastinim deformisanjem imaju poboljana mehanika svojstva Postoje dobre mogunosti mehanizacije i automatizacije procesa Stepen iskorienja materijala ja vrlo visok,i dr. ali i odreene nedostatke: Ekonominost primene samo u serijskoj i masovnoj proizvodnji Potreba za vrlo velikim deformacionim silama tj,teke i robusne maine Relativno skupi alati,i dr.

Plastino deformisanje je vrlo sloen proces ,a pojavljuje se kao posledica prinudnog trajnog pomeranja grupe atoma u kristalnima metala.Osnovni mehanizam plastinig deformisanja sastoji se u klizanju i dvojnikovanju u ravnima kristalnog konglomerata.Ravni klizanja se poklapaju sa mestima gde postoje linearni defekti kristalne reetke,koji se nazivaju dislokacija(sl.2.1).

7

Sl.2.1.Pomeranje dislokacije kristalne reetke pri plastinom deformisanju Teorija obrade metala plastinim deformisanjem predpostavlja sledea svojstva vrstih tela: neprekidnost,tj.odreena supstanca ravnomerno i neprekidno ispunjava celu zapreminu homogenost,tj.telo u svim takama ima ista mehanika svojstva i hemijski sastav izotropnost,tj.svojstva tela u svim pravcima su ista nestiljivost,tj.telo u oblasti plastinog deformisanja ne menja zapreminu. Osnovni metodi obrade metala plastinom deformacijom su:sabijanje,izvlaenje, istiskivanje,savijanje,plastino deformisanje sa odvajanjem.

2.1. SabijanjeSabijanje u sutini predstavlja zapreminsko oblikovanje materijala na presama i ekiima.Sabijanje moe biti slobodno ili u kalupima.U zavisnosti od brzine deformisanja, postoji dinamiko i statiko sabijanje.Na ekiima se ostvaruje dinamiko sabijanje i naziva se kovanje,dok se na presama ,gde su brzine deformisanja male,ostvaruje statiko sabijanje,koje se naziva presovanje. Pri slobodnom sabijanju bez trenja telo,posle deformisanja,zadrava slian oblik.Na sl.2.1 prikazano je telo pre i posle deformisanja.Svaki deo tela isto se deformisao.

8

Sl.2.1.Deformisanje pri slobodnom sabijanju bez trenja Na eonim dodirnim povrinama izmeu materijala obratka i povrine pritiskivaa,odnosno stola maine,postoji spoljanje, kontaktno trenje koje ometa bono irenje materijala (sl.2.2). Pojedini delovi tela nejednako se defomiu.

Sl.2.2Deformisanje pri slobodnom sabijanju sa trenjem

2.2 Istiskivanje

Obrada istiskivanjem podrazumeva da se materijal u obliku valjka,koluta i sl.istikuje u otvorenom kalupu pod dejstvom istiskivaa oblikujui se u izradak eljenog oblika.Najese se vri istiskivanje rotacionih delova i to uglavnom u hladnom stanju.Istiskivanjem se izrauju delovi manjih mera,posebno tanjih zidova,posebno u vojnoj industriji. Osnovne karakteristike istiskivanja su: 9

visoka tanost mera i visok kvalitet povrina poboljana mehanika svojstva materijala posle istiskivanja visoka proizvodnost

U zavisnosti od smera kretanja istiskivaa i materijala koji se istiskuje postoji: suprotnosmerno istosmerno kombinovano istiskivanje Pripremak se pod dejstvom deformacione sile,koja se saoptava istiskivaem,plastino deformie.Smer kretanja deformisanog materijala,koji ispunjava prostor izmeu kalupa I istiskivaa,je suprotan smeru kretanja istiskivaa(sl.2.3a).Po zavretku procesa,stupa u dejstvo izbaciva koji vri izbacivanje obratka iz alata. Kod istosmernog istiskivanja ,smer kretanja istiskivaa i deformisanog materijal je isti(2.3b).

Sl.2.3.Istiskivanje a) suprotnosmerno b) istosmerno

2.3. Savijanje

Savijanje ima znaajnu primenu pri obradi lima gde se dobijaju razliiti profili ili doboi za rezervoare i kotlove.Zavisno od mera i oblika delova,savijanje

10

limova izvodi se u alatima za savijanje na mehanikim ili hidraulinim presama i na specijalnim mainama za savijanje. U optem sluaju,prema obliku delova dobijenih savijanjem,razlikuju se: kruno savijanje fazonsko savijanje,i ispravljanje,kao obrnuti proces savijanja.

Kruno savijanje limova izvodi se na specijalnim mainama za savijanje sa tri valjka,gde je gornji valjak obino pomerljiv radi podeavanja prenika savijanja Ro,dok su donji valjci fiksni(sl.2.4).

Sl.2.4.Kruno savijanje lima

Fazonsko savijanje vri se postepeno,obaranjem svake ivice pojedinano za prav ili neki drugi ugao.Na sl.2.5 prikazano je fazonsko savijanje lima,a na primeru dvostranog savijanja pod uglom od 90.Alat je dosta skup jer je namenski.

11

Sl.2.5.Fazonsko savijanje lima Ispravljanje limova,kao obrnut proces savijanju,vri se na taj nain to se iskrivljene ili talasaste trake proputaju kroz sistem dvorednih valjaka na maini za ispravljanje.Valjci su obrtni I meusobno rastojanje izmeu gornjeg i donjeg reda valjaka moe se podeavati zavisno od debljine lima(sl.2.6).

Sl.2.6.Ispravljanje lima

2.4. Alati i maine alatkeU obradi plastinimdeformisanjem metoda obrade je,pre svega,definisana alatom.Zato u ovom sluaju ne postoji tako stroga podela maina prema metodama obrade,kao kod maina alatki za obradu rezanjem.Meutim,najee

12

primenjivane su:ekii,prese,maine za savijanje,maine za odsecanje,maine za probijanje. Osnovne karakteristike maina alatki su: relativno jednostavan kinematiki sistem znatna masa maina zbog velikih deformacionih sila relativno jednostavno upravljanje relativno je jednostavno ostvariti mehanizaciju i automatizaciju rukovanja materijalom potreba za pouzdanim sistemima za bezbedno rukovanje od strane proizvodnih radnika Alati za obradu plastinom deformacijom predstavljaju deo obradnog sistema za oblikovanje.Oni direktno definiu sam metod obrade.U obradi plastinom deformacijom svaki alat je specijalan,jer su njegovi radni organi prilagoeni obliku dela.Generalno gledano ovakvi alati su relativno vrlo skupi,pa su ekonomini samo u primeni u serijskoj proizvodnji.Neki od njih su:alati za kovanje,alati za istiskivanje,alati za obradu lima...

3. Elektroluno zavarivanje

Pod pojmom elektrolunog zavarivanja podrazumevaju se postupci zavarivanja koji kao izvor toplote koriste elektrini luk uspostavljen izmeu elektrode i osnovnog materijala, a dodatni materijal je sama elektroda (postupci sa topljivom elektrodom) ili ica za zavarivanje (postupci sa netopljivom elektrodom). Konvencionalni postupci elektrolunog zavarivanja su E (obloena elektroda), MAG/MIG (topljiva elektrodna ica u zatiti inertnog ili aktivnog gasa), TIG (netopljiva elektroda i dodatni materijal oblika ice, u zatiti inertnog gasa), EPP (topljiva elektrodna ica pod prakom) i zavarivanje punjenom elektrodnom icom u zatiti gasa ili bez nje (samozatitna ica). Svaki od ovih postupaka koristi toplotu elektrinog luka za topljenje dodatnog i osnovnog materijala i odgovarajue izvore elektrine struje (ureaje za zavarivanje). Topljenje dodatnog materijala i njegov prenos u metalnu kupku je praen pojavom sila, kao to su elektromagnetna i gravitaciona, sile od strujanja i eksplozije gasova, sila od pritiska plazme i sila od povrinskog napona, koje bitno utiu na proces zavarivanja.

13

3.1. Elektrini luk

Elektrini luk je stabilno elektrino pranjenje (usmereno kretanje elektrona) kroz jonizovani vazduh ili gas. Da bi vazduh bio jonizovan u njemu moraju da postoje elektroni i joni, koji svojim usmerenim kretanjem obezbeuju protok elektrine struje. Elektroni i joni u vazduhu nastaju kao posledica procesa koji se odvija pri uspostavljanju elektrinog luka. Ovaj proces moe da se objasni u osnovnim crtama na primeru uspostavljanja luka kratkim spojem, to se koristi kod E postupka (dodir elektrode i osnovnog metala, sl.3. Zbog mikroskopskih neravnina na dodirnim povrinama, sl.3, kontakt i protok struje se uspostavlja na veoma maloj povrini, gustina struje je veoma velika, pa se dodatni i osnovni materijal tope gotovo trenutno, a delimino i isparavaju.

Slika 3. ema uspostavljanja luka

14

3.2 Osnovno zavarivanje - Ravan spojU elektrolunom zavarivanju strujni luk topi metal stvarajui zavarivaki rastop sa kojim se mea materijal od istopljene elektrode. Ovo dozvoljava da se deblji materijali vare u vie prolaza bez potrebe da se povea amperaa ili prenik elktrode. Ravan spoj znai da su delovi sastavljeni (bez pripreme) i vari se odozgo. To se opisuje kao 1G pozicija. Horizontalni i vertikalni spojevi mogu kasnije da se popune, veoma je teko variti spojeve bez pripreme sa velikim ili nejednakim razmakom. Ako varite spojeve bez pripreme prodor vara u metal je veoma slab. Elektroda od 3.2 mm sa 120 amp. daje oko 1.5 mm prodora vara u metal i plus debljina varnog ava iznad, to vam ukupno iznosi - debljina vara je 4mm. Ako je ploa debljine 6 mm to je slab varni av s obzirom da je plou potrebno kasnije prebrusiti. Mogue je poveati prodor vara u plou poveanjem amperae i debljine elektrode, ali je efikasnije pripremiti spojeve.

3.3 Priprema spojeva V-zakoenje

Priprema spojeva radnih delova uglavnom se odnosi na zakoenje ivica u obliku slova V. Slovo V se formira bruenjem ivica (ili mainskim seenjem za vee serije) na svakoj strani po 30 to ukupno iznosi 60 . Slov V se ne prua do samog dna radnih delova ve se ostavlja takozvani "korenski zazor" koji je obino veliine prenika elektrode, a ostavlja se da se sprei progorevanje. Raspon slova "V" je normalno iri od prenika elektrode i potrebno je variti u vie prolaza dok se ne popuni varom. Prvi osnovni ili "korenski prolaz" je najvaniji jer treba da ostvari prodor vara do donje povrine radnog dela a istovremeno da ne doe do progorevanja.

15

Literatura1. Lazi, M., Tehnologija obrade metala rezanje, Mainski fakultet, Kragujevac, 2002. god. 2. . , - , 1971. god. 3. V.orevi, Mainski materijali, prvi deo, Mainski fakultet, Beograd 2000. god.

16