Specjalistyczne prasy i pozostałe urządzenia do obróbki plastycznej metali

W artykule przedstawiono charakterystykę oraz kierunki zmian w konstrukcji wybranych rodzajów maszyn stosowanych w obróbce plastycznej metali. Omówiono również niekonwencjonalne sposoby kształtowania blach. Przedstawiono związane z tym wymagania odnośnie do odpowiednich narzędzi oraz maszyn technologicznych, tj. prasy hydrauliczne,  mechaniczne, krawędziowe, a także młoty matrycowe.

Obróbką plastyczną metali nazywamy proces technologiczny, podczas którego, działając na obrabiany materiał siłą o odpowiednio dużej wartości, nadajemy mu odpowiednie cechy geometryczne, właściwości fizyczne (np. poprzez umocnienie odkształceniowe metalu) oraz uzyskujemy osiągnięcie żądanej chropowatości powierzchni. W zależności od temperatury kształtowania proces kształtowania może odbywać się na zimno lub w temperaturze podwyższonej. Klasyfikacja ta zależy od temperatury rekrystalizacji odkształcanego materiału. W innym podziale, ze względu na zasięg odkształcenia plastycznego, wyróżnia się obróbkę plastyczną (kształtowanie plastyczne zachodzące miejscowo) oraz przeróbkę plastyczną (kształtowanie objętościowe metali).

Różnorodność procesów plastycznego kształtowania metali przyczyniła się do powstania maszyn o odmiennej zasadzie działania i kinematyce ruchu narzędzi. Konstrukcja i zasada działania określonej maszyny są uzależnione od jej przeznaczenia technologicznego. Maszyny do obróbki plastycznej znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu motoryzacyjnego, lotniczego, budowlanego, maszynowego itd. Rozwój konstrukcji maszyn do obróbki plastycznej warunkują głównie trendy rozwojowe w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym, m.in.:

• częstymi zmianami konstrukcji i zwiększaniem wielowariantowości modeli samochodów,
• dążeniem do obniżania masy samochodów i samolotów,
• dążeniem do obniżania kosztów wytwarzania,
• wzrastającymi wymaganiami dotyczącymi jakości elementów.

Podział maszyn do obróbki plastycznej

W zależności od kinematyki ruchu narzędzi i przeznaczenia maszyny można pokusić się o następujący podział maszyn do obróbki plastycznej:

• prasy i młoty kuźnicze, w których narzędzia wykonują ruch posuwisto-zwrotny,
• prasy mechaniczne i hydrauliczne (ogólnego przeznaczenia, specjalne, specjalizowane), o posuwisto-zwrotnym ruchu narzędzi i dużej uniwersalności zastosowań,
• walcarki o obrotowym ruchu na­rzędzi,
• ciągarki o różnorodnej kinematyce kształtowania: narzędzie jest nieruchome, a ruch roboczy wykonywany jest przez kształtowany materiał; w innym wariancie narzędzie może wykonywać pomocniczy ruch obrotowy,
• maszyny specjalne o złożonej kinematyce kształtowania.

Do najważniejszych tendencji w rozwoju współczesnych maszyn należy zaliczyć doskonalenie ich konstrukcji w celu zwiększenia wydajności przy znacznej elastyczności produkcji, obniżanie kosztów produkcji oraz rozwój konstrukcji dostosowanych do niekonwencjonalnych metod obróbki plastycznej.

Prasy hydrauliczne

Wśród maszyn do przeróbki plastycznej prasy hydrauliczne cechują się największymi wartościami wywieranych nacisków (do 1000 MN). Obecnie prasy z hydraulicznym napędem suwaka wypierają prasy z innymi rodzajami napędu, ze względu na szereg zalet, m.in.:

• możliwość łatwej i szybkiej regulacji skoku i położenia suwaka,
• znacznie prostszą konstrukcję i związaną z tym zwiększoną niezawodność działania,
• możliwość zatrzymania suwaka w dowolnym położeniu,
• brak ryzyka zakleszczenia suwaka,
• stały nacisk roboczy w całym zakresie skoku suwaka.

Ze względu na przeznaczenie prasy hydrauliczne dzielimy na: maszyny do kucia i obróbki objętościowej (o nacisku do 70 000 kN), prasy do wyciskania (o nacisku do 120 000 kN), a także prasy do tłoczenia oraz gięcia (o nacisku do 200 000 kN). Ze względu na kierunek ruchu suwaka wyróżnia się prasy: pionowe, poziome i skośne. Istnieje wiele innych kryteriów podziału pras hydraulicznych. M.in. ze względu na: ukształtowanie korpusu prasy (kolumnowe, stojakowe, ramowe, wysięgowe), liczbę kolumn (1-, 2-, 3- oraz wielokolumnowe), liczbę cylindrów głównych (1-, 2-, 3- oraz wielocylindrowe), a także położenie cylindra roboczego (dolno- i górnocylindrowe) itd.

W hutnictwie prasy hydrauliczne są najczęściej stosowane między innymi do realizacji procesu kucia swobodnego i matrycowego. Także do wyciskania prętów i rur oraz odlewania pod ciśnieniem. W przemyśle motoryzacyjnym wykorzystuje się je do tłoczenia ram podwozi, kształtowania felg oraz elementów karoserii.

Galeria