Прв циклус студии (2022)

ТЕХНОЛОГИЈА НА ОБРАБОТКА СО ДЕФОРМАЦИИ

Обработката на металите со деформации претставува група производни технологии со кои се врши промена на обликот и димензиите на металниот материјал преку пластична деформација, без отстранување материјал и, во основа, без нарушување на неговиот континуитет.

Под дејство на надворешни сили, создадени со користење алати во форма на матрици и патрици, односно алати за ковање, истиснување, влечење жица, валање, обработка на лимови или други средства за деформирање, напрегањата во материјалот ја надминуваат границата на течење. Како резултат, материјалот преминува од еластична во пластична област и по престанувањето на оптоварувањето трајно ја задржува новодобиената форма.

Основни процеси на обработка со деформации

Во зависност од видот на оптоварувањето, температурата и геометријата на производот, најзначајни процеси се:

• валање (rolling) – намалување на дебелината или промена на напречниот пресек со поминување на материјалот меѓу ротирачки валјаци;
• ковање (forging) – обликување под дејство на притисни сили, со слободно ковање или ковање во алат(калапи за ковање);
• истиснување / екструзија (extrusion) – истиснување (протиснување) на материјалот низ отвор на матрица за добивање производи со дефиниран напречен пресек;
• влечење жица (drawing) – провлекување на материјалот низ калибриран отвор за намалување на напречниот пресек, особено кај жици, прачки и цевки;
• свиткување (bending) – промена на геометријата на лимови, профили и цевки со контролирана пластична деформација;
• длабоко извлекување (deep drawing) – трансформација на рамен лим во просторен, најчесто шуплив производ во облик на сад;
• пресување и обликување на лим (sheet-metal forming) – група процеси за сериско и масовно производство на компоненти со сложена геометрија, преку просекување, пробивање и слични операции.

Обработката може да се изведува како ладна, или топла деформација, во зависност од односот помеѓу температурата на обработка и температурата на рекристализација на материјалот.

Зошто обработката со деформации е значајна?

Големата индустриска важност на овие технологии произлегува од можноста за производство на компоненти со висока продуктивност, повторливост и ефикасно искористување на материјалот. За разлика од обработката со режење, кај која дел од почетниот материјал се претвора во струготини, кај обработката со деформации материјалот главно се прераспределува во потребната геометрија.

Дополнително, процесот на деформација може значително да влијае врз микроструктурата и механичките својства на металот. Кај ладната деформација се јавува деформациско зајакнување, односно зголемување на јакоста и тврдоста со истовремено намалување на пластичноста. Кај  деформација на повишени температури, рекристализацијата овозможува големи степени на деформација и формирање поповолна микроструктура.

Затоа, инженерското проектирање на процесите бара разбирање на:

напонско-деформациската состојба → пластичното течење → триењето → температурата → брзината на деформација → својствата на материјалот → геометријата на алатот → силата и работата на деформација → квалитетот на готовиот производ.

Современата Технологија на обработка со деформации не се ограничува само на изборот на преса и алат. Таа вклучува моделирање на пластичното течење, FEM/CAE симулации, оптимизација на алатите и параметрите на процесот, автоматизација, роботизација, контрола на квалитетот и намалување на потрошувачката на материјал и енергија, посебно со новиот развој и Индустрија 4.0

Оттука, обработката со деформации претставува една од фундаменталните технологии на современото машинство и производно инженерство, со широка примена во автомобилската, воздухопловната, железничката, градежната, енергетската и металопреработувачката индустрија.

Нејзината современа цел може да се дефинира како:

„Да се добие потребната геометрија и функционални својства на производот со минимална потрошувачка на материјал и енергија, минимален отпад и максимална продуктивност и квалитет.“