🔨 Tváření kovů

Jako plastelína

O čem to je

Vezmi plastelínu a zmáčkni ji. Změní tvar, ale nic z ní neubude. Kovář dělá totéž s rozžhavenou ocelí: buší do ní, až má tvar háku nebo podkovy.

Tváření je výroba bez třísek. Materiál se jen přemístí. Proto je úsporné a výrobky bývají pevné. Tak vznikají plechy, dráty, šrouby, ojnice i karoserie aut.

Nové pojmy

TvářeníZměna tvaru kovu působením síly, bez odebírání materiálu. Objem zůstává stejný.Z kulatiny vykováš klíč.

Plastická deformaceTrvalá změna tvaru. Když sílu povolíš, tvar zůstane.Ohnutý hřebík zůstane ohnutý.

Pružná deformaceVratná změna tvaru. Po povolení síly se kov vrátí.Pravítko se po ohnutí narovná.

Tváření za teplaTváření po ohřevu nad teplotu rekrystalizace – teplotu, při které v kovu vznikají nová zrna a kov se nezpevňuje. Kov je měkký, stačí menší síla, nezpevňuje se.Kování oceli rozžhavené do oranžova.

Tváření za studenaTváření bez ohřevu (za pokojové teploty). Kov se zpevňuje: je tvrdší, ale křehčí. Povrch a rozměry jsou přesnější.Tažení drátu, ohýbání plechu.

Kování

Volné kováníKov se tvaruje údery buchary nebo lisem mezi rovnými kovadly, tvar hlídá kovář.Kusová výroba velkých hřídelí.

Zápustkové kováníKov se kove v ocelové formě (zápustce) s dutinou tvaru výkovku. Přesné, rychlé, pro série.Ojnice, klíče na matice.

Běžnou uhlíkovou ocel kováš přibližně v rozmezí 1 200 až 800 °C (přesně podle druhu oceli). Když vychladne, musíš ji znovu ohřát, jinak praská.

Čtvercová tyč 50 × 50 mm dlouhá 100 mm se prodlouží na průřez 25 × 25 mm. Jak bude dlouhá?

Objem se nemění. V = 50 · 50 · 100 = 250 000 mm³. Nový průřez 25 · 25 = 625 mm². Délka = 250 000 / 625 = 400 mm.

Válcování a lisování

Válcování – kov prochází mezi otáčejícími se válci a ztenčuje se. Plechy, pásy, profily (I, U, L), kolejnice.
Tažení – drát nebo tyč se protahuje otvorem (průvlakem) a zužuje se.
Protlačování – kov se tlačí otvorem matrice, vzniknou profily (hliníkové okenní profily).
Lisování plechů – stříhání, ohýbání a tažení (hluboké tvary jako dřez nebo nádoba).

Bezpečnost: u lisů se pracuje s ochranným zařízením (oboruční ovládání, světelná závora) a ruce nikdy nedáváš mezi nástroje. U kování ochranné brýle nebo štít, kovářské kleště a pevná obuv.

✗Při kování se materiál odebírá, proto z tyče 100 mm vznikne kratší výkovek.

✓Objem materiálu se zachová (kromě malého úbytku okujemi), mění se jen tvar.

Tváření kov nepřidává ani neodebírá, jen přemisťuje.

Tváření mění tvar plastickou deformací bez třísek, objem zůstává stejný. Za tepla je kov měkký, za studena se zpevňuje. Patří sem kování, válcování, tažení, protlačování a lisování.

Plech a lis

O čem to je

Hliníková plechovka od pití vznikla z kulatého kotoučku plechu. Ten se nejdřív vystřihl a pak protáhl do tvaru plechovky. Plech se lisuje v obrovských sériích: dvířka auta, kryty spotřebičů, podložky.

Nové pojmy

LisStroj, který pomalu a velkou silou tlačí horní nástroj proti dolnímu.Výstředníkový lis v lisovně.

StřihadloNástroj na stříhání plechu. Má střižník (horní část, razník) a střižnici (dolní část s otvorem).Vystřižení podložky.

OhýbáníTrvalé ohnutí plechu nebo tyče do úhlu nebo oblouku.Úhelník z pásu plechu.

OdpruženíPo ohnutí se plech malinko vrátí zpět, protože část deformace byla pružná. Proto se ohýbá o trochu víc.Chceš 90°, ohýbáš na 88°.

Tažení plechuZ rovného přístřihu vznikne dutý výtažek (miska, nádoba) bez svaru.Dřez, plechovka, olejová vana.

Pevnost ve střihu τsNapětí, při kterém se materiál ve střihu oddělí. Udává se v MPa (= N/mm²).Pro měkkou ocel řádově 300 MPa (příklad).

Síla na stříhání krok za krokem

Spočítej délku střihu: obvod tvaru (u kruhu π · d).

Plocha střihu S = délka střihu · tloušťka plechu.

Síla F = S · τs.

Výsledek převeď na kN a podle něj vyber lis s rezervou.

Vystřihuješ kotouček ⌀20 mm z plechu tloušťky 2 mm, τs = 300 MPa (příklad). Jaká je síla?

Délka střihu = π · 20 ≈ 62,8 mm. S = 62,8 · 2 ≈ 125,7 mm². F = 125,7 · 300 ≈ 37 700 N ≈ 37,7 kN.

Čtverec 50 × 50 mm z plechu 1 mm, τs = 300 MPa (příklad). Síla?

Délka střihu = 4 · 50 = 200 mm. S = 200 · 1 = 200 mm². F = 200 · 300 = 60 000 N = 60 kN.

Přehled metod tváření

Metoda	Polotovar	Výrobek
válcování	ingot (odlitý blok oceli)	plech, profil, kolejnice
kování	tyč, ingot	hřídel, ojnice, klíč
tažení drátu	válcovaný drát	tenký drát
protlačování	špalík	profily, tuby
stříhání	plech	podložka, přístřih
tažení plechu	přístřih	nádoba, kryt

Zkus si to

Roztřiď výrobky podle toho, jestli vznikají tvářením objemu, nebo tvářením plechu.

✗Chci úhel 90°, tak plech ohnu přesně na 90°.

✓Ohnu o kousek víc (např. 88°), aby po odpružení vyšlo 90°.

Část deformace je pružná a po povolení se vrátí.

Plech se stříhá, ohýbá a táhne na lisech. Síla stříhání F = délka střihu · tloušťka · τs. Při ohybu počítej s odpružením.

🔥Slévání🧑‍🏭Svařování