,..-
. :kých :kých
TV"
.AR-E~I
,.
,
Jr
~~avstrojírenskétechnologie
~~
FSIVUTvBrne
, v
,
,
TEORIE TV ARENI A NAS TROJE
Ao .
Prof. Ing. Milan Forejt, CSc.
3
Obsah části TEORIE
TV ÁRENfA
NÁSTROJE
1. ÚVOD 2. FYZIKÁLNÍ PODSTATA TVÁRNÉ DEFORMACE 2.1. Pružná a plastická defonnace 2.2. Krystalická stavba kovU 2.3. Mechanizmy plastické defonnace 2.4. Kritické skluzové napetí 2.5. Poruchy v k:rystalové mľížce kovU 2.6. Dislokace 2.6.1. Pohyb dislokací 2.7. Plastická defonnace polyk:rystalu 2.8. Defonnační zpevnení a odpevnení 2.8.1. Defonnační zpevnení 2.8.2. Defonnační odpevnení 2.8.3. Zmena mechanických vlastností 2.9. Defonnační stámutí 2.10. Dynamické odpevňování 2.11. Rozdelení tváiecích pochodu podIe teploty rek:rystalizace 2.11.1. Tvái'ení za studena 2.11.2. Tvái'ení za částečného ohŤevu 2.11.3.Tvái'ení za tepla 2.12. Superplasticita 3. TV ARrTELNOST KOVÚ A SLlTIN
3.1.
Charakteristiky a ukazatele plasticity
3.1.1. Charakteristiky pevnosti 3.1.2. Charakteristiky plasticity 3.1.3. Charakteristiky defonnace pi'etvoi'ení 3.1.4. Charakteristiky a ukazatele plasticity pro plošné tvái'ení . 3.1.5. Rychlost defonnace 3.2. Ki'ivky zpevnení a pretvámé odpory 3.2.1. Ki'ivky zpevnení 3.2.2.Pi'etvárné odpory 3.3. Pretvámá práce 3.4. Technologická tvanteInost 3.4.1. Plošná lisovatelnost 3.4.2. Objemová lisovatelnost 3.4.3.Kovatelnost 3.4.4. Sti'ihatelnost 4. ROVNICE MA TEMATICKÉ TEORIE PLASTICITY 4.1. Rozbor stavu napjatosti telesa 4).1. Tenzornapjatosti 4.1.2. Kulový tenzor a deviátor napjatosti 4.1.3. Efektivní napetí 4.1.4. Oktaedrická napetí 4.1.5. Mohrovy kružnice napetí 4.1.6 Diferenciální rovnice rovnováhy
-
4.2. Geometrické rovnice a rozborpretvorenítelesa 221
strana 4 4 4 5 5 6 7 7 10 10 10 II II 14 14 15 16 16 16 17 18 19 19
19 20
20 21 22 24 24 25 28 29 29 31 32 32 33 33 34 35 36 37 37 37 39
4.3.
4.2.1. Tenzor a deviátor defonnace 4.2.2. Zvláštnosti tenzoru defonnace ve tváfení 4.2.3. Efektivní defonnace 4.2.4. Mohrovy kružnice defonnace 4.2.5. Tenzor rychlosti defonnace Fyzikální rovnice 4.3.1. Teorie malých pružneplastických defonnací 4.3.2. Teorie plastického toku
5. PODMÍNKY PLASTICITY A ANALÝZA TV ÁREcÍHo
40 41 41 42 42 42 43 44
PROCESU
44
Podmínky plasticity 5.1.1. Podmínka maximálních smykových napetí 5.1.2. Podmínka plasticity HMH 5.1.3. Overení podmínekplasticity 5.2. Rozbor procesu plastické deformace 5.2.1. Mechanická schémata defonnace 5.2.2. "Z" diagramy napiatosti a deviátorunapiatosti 5.3. Zákony tvái'ení 5.3.1. Zákon stálosti o~iemu 5.3.2. Zákon stálosti potenciální energie zmeny tvaru 5.3.3. Zákon neimenšího odporu 5.3.4. Zákon maximálních smykových napetí a zákon zpevnení 5.3.5. Zákon odpruženipo trvalé zmene tvaru 5.3.6. Zákon prídavných napetí 5.3.7. Zákon podobnosti 5.3.8. Zákon ti'ení 6. METODY REŠENÍ TV ÁRECÍCH PROCESU 6.1. Prehled metod rešení tvárecích procesu 6.2. Analytické metody rešení tvárecích procesu 6.2.1. Metoda rovinných rezU 6.2.2. Metoda rovnováhy prací (energetická) 6.2.3. Metoda charakteristik(kluzových čar) 6.2.4. Metoda horní meze 6.2.5. Metoda konečných prvkU 6.3. Experimentálne ana1ytické metody rešení tvárecích procesu 6.3.1. Metoda pretvámého odporu 6.3.2. Metody zviditelnení plastického toku 6.3.3. Metoda Z;iišťovánítvrdostí 6.3.4. Makroskopické metody zkoumání plastických defonnací 6.3.5. Mikroskopické metody 7. PECHOV ÁNÍ 7.1. Volné pechování výkovku mezi rovnobežnými rovinami 7.1.1. Rovinná úloha ve válcových soui'adnicích 7.1.2. kešení podIe Siebela 7.1.3. kešení podIe Unksova 7.2. Charakteristiky a konstrukce pechovacích nástroju 8. PROTLAČOV ÁNÍ 8.1. Dopredné kvázistatické protlačování 8.1.1. kešení kalibračního očka 8.1.2. kešení kuželové prutlačnice 8.1.3. kešení válcového zásobníku-kont~ineru 8.1.4. kešení pro celou prutlačnici . 222
44 45 46 47 49 49 50 52 52 52 52 53 53 53 54 54 57 57 57 57 58 59 60 61 61 61 62 63 64 65 66 66 66 67 68 69 73 73 74 75 76 77
5.1.
8.2.
8.1.5. Jiná fešení dopfednéhoprotlačování 8.1.6. Tvátecí nástroje pro dopfedné protlačování Zpetné kvázistatické protlačování 8.2.1. Rešení zpetného protlačovánípodIe Dippera. 8.2.2. Nekterá další fešení zpetnéhoprotlačování. 8.2.3. Nástroje pro zpetné protlačování 8.2.4. Poznámky k pevnostnímunávrhu protlačovacích nástroju
9. ZÁPUSTKOVÉ
77 79 82 83 85 86 91 92
KOV ÁNÍ
9.1. 9.2.
Výpočet velikosti beranu bucharu dIe ČSN 228308 Metody výpočtu kovací sHy 9.2.1. Výpočet kovací sHy podIe Gubkina 9.2.2. Výpočet kovací sny podIe Storoževa 9.2.3. Výpočet kovací sny podIe Tomlenova a ČSN 228306 9.3. Nástroje pro zápustkové kování 9.3 .1. Zásady konstrukce zápustkových výkovkU 9.3.2. Nástr~ie pro kování na bucharech 9.3.3. Nástr~ie pro kování na vfetenových lisech 9.3.4. Nástroje pro kování na klikových lisech 10. OHÝBÁNÍ 10.1. Ohýbání tyčí a širokých pásu malým zakfivením bez zpevnení 10.1.1. Ohýbání úzkých tyčí bez zpevnení 10.1.2. Ohýbání širokých pásu 10.2. Ohýbání pásu s velkým zakfivením bez zpevnení 10.3. Ohýbání se zpevnením 10.3.1. Odpružení po ohybu 10.3.2. Minimáiní a maximá1nípolomer ohybu
92 93 93 94 94 96 97 98 99 100 102 102 103 104 104 106 107 107
10.4. Volný ohyb osamelou silou
108
10.5. Ohýbací nástroje 10.5.1. Geometrické charakteristiky funkčních části ohýbadel 10.5.2. Konstrukční fešení ohýbadel 10.5.3. Materiály funkčních částí ohýbadel
109 109 111 113
11. TAŽENÍ PLECHU
114
11.1. Tažení plechu bez zeslabení steny 11.1.1. Rešení pro radiální napetí podIe Sachse 11.1.2. Rešení l. operace tažení podIe Šofmana 11.1.3 Stanovení tažné sny v dalších operacích tažení 11.2. Tažné nástroje 11.2.1. Technologické parametrytažení 11.2.2. Konstrukce tažníkU,tažnic a tažidel 12. STRiHÁNÍ 12.1. Stfižný proces jako rovinný stav napjatosti a deformace 12.1.1. Určení sttižné sny a práce
114 116 118 118 120 120 122 124
12.2. Rozbor stavu napjatosti pn volném a uzavfeném stfíhání 12.3. Rozbor stavu napjatosti pri presném stfíhání 12.4. Stfižné nástroje SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY - Teorie tváfení a nástroje
127 128 129 130
223
125 126
Obsah části TEORIE OBRÁBENÍ
A NÁSTROJE
l. ÚVOD 2. MECHANISMUS TVORBY TR.ÍSKY 2.1. Základní definice 2.2. Napjatost ve strižné rovine 2.3. Lomové porušení obrábeného materiálu pri vzniku tfísky 204. Úhel roviny maximálních smykových napetí 2.5. Výpočet úhlu stfižnéroviny pomocí merenísoučinitelepechování tňsky 2.6. Strihová defonnace 2.7. Modelový výpočet rychlosti strmové defonnace 2.8. Rozložení napetí na čele nástroje 2.9. Výkon pri obrábení a spotreba energie 2.10. Memý rezný odpor (memá rezná sna) 2.11. Základní tvary tfísek 3. PRÁCE A VÝKON REZÁNÍ 4. TEPLO A TEPLOTA OBRÁBENÍ 4.1. Praktické metody merení teploty pri rezání 5. CHLAZENÍ A MAZÁNÍ PRI OBRÁBENÍ 5.1. Základní vlastnosti chladicích a mazacích látek pro obrábení 5.2. Druhy rezných kapalin 6. KMITÁNÍ SOUSTAVY OBRÁBENÍ 6.1. Vlastní kmitání 6.2. Vynucené kmitání 6.3. Samobuzené kmitání 7. SOUSTRUŽENÍ 7.1. Kinematika soustružení 7.2. Geometrie soustružnického nástroje 7.3. Silové pôsobení pri soustružení
7A. Rezný výkon pri soustružení
strana 132 132 132 135 137 138 140 141 142 144 144 146 148 150 152 154 155 157 161 165 165 165 166 167 167 168 170 170
171 171 172 172 173 175 176 177 177 178 181
8. FRÉZOVÁNÍ 8.1 Kinematika frézování 8.2 Analýza prurezu tfísky a sil 8.2.1 Čelní frézování 8.2.2 Válcovéfrézování 8.3 Rezný výkon pri frézování 9. OBRÁBENÍ DER 9.1. Kinematika vrtání 9.2. Analýza prurezu tfísky a sil 9.3. Rezný výkon pri vrtání 10. REZÁNÍ ZÁVITU 224
11. OBROBlTELNOST MATERIÁLU 11.1. Obrobitelnost uhlíkových ocelí 11.2. Obrobitelnost legovaných ocelí 11.3. Obrobitelnost litin 11.4. Obrobite1nost slitin hliníku 11.5. Obrobitelnost slitin horčíku 12. NÁSTROJOVÉ MATERIÁLY 12.1. Uhlíkové nástrojové oceli 12.2. Legované nástrojové oceli 12.3. Rychlorezné nástrojové oceli 12.4. Stellity 12.5. Coronite 12.6. Slinuté karbidy 12.7. Cermety 12.8. Rezná keramika 12.9. Kubický nitrid bóru 12.10 Diamant 13. MECHANISMY A FORMY OPOTREBENÍ NÁSTROJU 13.1. Mechanismy opoti'ebení rezných nástroju 13.2. Formy opoti'ebení rezných nástroju 14. OPTIMALIZACE VÝROBNÍCH NÁKLADU A ČASU 14.1. Optimalizace výrobní ch nákladu 14.2. Optimalizace výrobního času 15. INTEGRITA OBROBENÉHO POVRCHU
182 185 186 187 187 188 189 189 190 191 195 195 195 199 199 200 200 202 202 208 212 212 215 217
~Iovenská te~h~ická univerzita v Bratislave Ustredná k~l~nlca - študij.a infostredisko pri Matenalovotechnologickej fakulte ul. J. Bottu 23,91724 Trnava
225
