1.Co rozumiemy pod pojęciem odkształcenie sprężyste, odkształcenie plastyczne?
Odkształcenie sprężyste to takie które nie jest trwałe gdyż materiał odkształcony po odjęciu siły powraca do swego pierwotnego kształtu. Odkształcenie plastyczne to takie które jest trwałe po odjęciu siły od materiału nie powraca on do swego pierwotnego kształtu.
2.Co oznacza termin umocnienie metalu? Wyjaśnić na podstawie krzywej jednoosiowego rozciągania.
Zmiana właściwości mech. metalu pod wpływem odkształcenia plast. na zimno; w wyniku umocnienia wzrasta twardość, wytrzymałość na rozciąganie, granica plastyczności, a zmniejsza się udarność i plastyczność. Polega na przesunięciu, zwiększeniu granicy plastyczności.
3.Co to jest zgniot? Co jest miarą wielkości zgniotu?
Zgniot jest to umocnienie pod wpływem odkształcenia plastycznego. Po odkształceniu ziarna zmieniają swój kształt i orientację; ulegają spłaszczeniu i wydłużeniu w kierunku odkształcenia. Wytrzymałość na rozciąganie jest znacznie wyższa wzdłuż kierunku dłuższych osi ziarn niż poprzecznych. Ze wzrostem zgniotu wzrastają własności mechaniczne, szybko maleją własności plastyczne
Fo-F1 –zmiana przekroju materiału po odkształceniu, Fo- pierwotna wartość przekroju
4.Na czym polega mechanizm odkształcenia plastycznego przez poślizg i bliźniakowanie?
Poślizg- zjawisko przesunięcia się jednej części kryształu względem drugiej.
Bliźniakowanie- obrót jednej części kryształu względem drugiej.
5.Podać przykłady materiałów o największych zdolnościach do odkształceń plastycznych i dlaczego one należą do tej grupy materiałów.
Metale mające budowę sieci o większej liczbie płaszczyzn poślizgu różnie zorientowanych w krysztale wykazują lepszą plastyczność niż metale mające sieć krystalograficzną o małej liczbie płaszczyzn poślizgów rozmaicie zorientowanych w krysztale. Z tego powodu materiały w sieci A1 są lepiej odkształcalne plastycznie(miedź, złoto, cyna).
6.Co oznacza obróbka plastyczna na zimno i gorąco(cechy) i w jakim celu ją przeprowadzamy? Przykłady.
Na zimno w temp. niższej od temp. rekrystalizacji, następuje umocnienie.
Na gorąco w temp. wyższej od temp. rekrystalizacji, następuje umocnienie i natychmiastowe osłabienie przez rekrystalizację. Przykłady: kucie- proces ręcznej lub mech. obróbki plastycznej, w którym przedmiotowi nadaje się określony kształt; walcowanie- polega na wywieraniu na kształtowany materiał nacisków obracającymi się walcami maszyny zw. walcarką.
7.Co to jest temp. rekrystalizacji i jak ją określamy?
Najniższa temp w której zaczyna się proces, nazywa się temp rekrystalizacji Tr. Określa się ją w przybliżeniu, w zależności od temp topnienia Tt, wg wzoru Tr=a*Tt [K]
gdzie a = 0,1-0,2 dla metali o wysokim stopniu czystości, a=0,3-0,4 dla metali technicznie czystych, a= 0,5-0,6(0,8) dla stopów.
8.Wpływ temp. wyżarzania na strukturę i właściwości materiału zgniecionego na zimno.
Dopiero po przekroczeniu temp. rekrystalizacji rozpoczyna się tworzenie nowych ziarn. Po zakończeniu rekrystalizacji pierwotnej materiał ma strukturę złożoną wyłącznie z nowych ziarn. W materiale takim przy dalszym wzroście temp. wygrzewania występuje tylko niewielki wzrost wymiarów ziarn. Jednak od temp. zwanej temp. rekrystalizacji wtórnej, wzrost ten staje się gwałtowny. Obejmuje on pewne uprzywilejowane ziarna , których to granice przenoszą się w głąb sąsiednich ziarn. W początkowej fazie rekrystalizacji wtórnej występują znaczne różnice między wymiarami poszczególnych ziarn. Po zakończeniu tego procesu materiał ma budowę gruboziarnistą a więc ze względów technologicznych niekorzystną. Naprężenia własne ze wzrostem temp. obniżają się. Proces zdrowienia materiału umocnionego prowadzi do zaniku naprężeń własnych dopiero w temp. rekrystalizacji, przy odbudowie struktury materiału odkształconego. Własności mechaniczne najintensywniej zmieniają się w pobliżu temp. rekrystalizacji.
9.Zjawiska towarzyszące odkształceniom plastycznym na gorąco.
Na gorąco w temp. wyższej od temp. rekrystalizacji, następuje umocnienie i natychmiastowe osłabienie przez rekrystalizację.
Zdrowienie-polega na przegrupowaniu defektów budowy krystalicznej i zmniejszeniu ich gęstości.
10.Co to jest tekstura zgniotu, co wywołuje i kiedy powstaje?
Po odkształceniu ziarna zmieniają swój kształt i orientację; ulegają spłaszczeniu i wydłużeniu w kierunku odkształcenia, pojawia się tzw. tekstura(wzajemne równoległe ułożenie ziarn).Tekstura charakteryzuje się anizotropią. Teksturę wywołuje zgniot.
11.Podać warunek plastyczności dla trójosiowego układu naprężeń. Interpretacja geometryczna(zaznaczyć obszar trójosiowego równomiernego rozciągania lub ściskania odkształcenia sprężystego i plastycznego).
dp- granica plastyczności
Jeśli punkty leżą na tej bryle to spełniają równanie
Jeśli na zewnątrz to mamy do czynienia z odkształceniem plastycznym
Jeśli wewnątrz nie mamy do czynienia z odkształceniem plastycznym a tylko z odkształceniem sprężystym.
12.Czy wystąpi odkształcenie plastyczne materiału przy jednakowych wartościach naprężeń głównych?
Aby wystąpiło odkształcenie plastyczne musi powstać różnica naprężeń np. trójosiowe ściskanie cieczy w zamkniętym zbiorniku.
13.Warunek plastyczności dla płaskiego stanu naprężeń. Interpretacja geometryczna. Zilustrować wpływ izotropowego umacniania materiału.
d3=0 to wtedy podstawiając do warunku plastyczności otrzymamy d12-d1d2+d22=dp2 (przy tłoczeniu)
14.Warunek plastyczności dla jednoosiowego stanu naprężeń.
Gdy d3=0 i d2=0 to podstawiając do wzoru na warunek plastyczności d1=dp.
Jeśli naprężenia d1 osiągną dp wtedy wystąpi odkształcenie plastyczne.
15.Co oznacza wsp. Lankforda?
Oznacza wielkość wystąpienia anizotropii normalnej. Wskutek różnych własności plastycznych próbki po rozciągnięciu będą różne b/bo.
16.Co oznacza anizotropia płaska i normalna?
Normalna anizotropia- występuje wtedy gdy własności plastyczne blachy są identyczne we wszystkich kierunkach leżących na płaszczyźnie arkusza, ale różnią się od własności w kierunku prostopadłym(normalnym) do blachy.
Gdy R=1 to materiał o anizotropii zerowej
Gdy R¹1 to mamy do czynienia z anizotropią
17.Warunek plastyczności dla płaskiego stanu naprężeń i wykazującego anizotropię normalną. Porównać z materiałem izotropowym.
d3=0 to wtedy podstawiając do warunku plastyczności otrzymamy d12-d1d2+d22=dp2 anizotropii brak
(1+r)d12-2rd1d2+(1+r)d22=dp2
18.Elipsa plastyczności dla materiału izotropowego R=1 i anizotropowego R>1.
19.Materiały wyjściowe i wyroby w procesie walcowania.
Materiały wyjściowe: półfabrykaty: wlewki, kęsy, kęsiska.
Wyroby w procesie walcowania: pręty, kształtowniki, taśmy, rury, wyroby specjalne.
20.Rozkład sił podczas walcowania. Warunek walcowania.
Tcosa>Nsina
; ; T=mN
mN>tga N ; m> tga ; m=tg r r-kąt tarcia
tg r> tga ; r>a
Żeby materiał byl pochwycony przez walce kąt chwytu amusi być mniejszy od kąta tarcia r.
21.Rodzaje walców i ich budowa.
Walce mogą być proste lub bruzdowe. Walce bruzdowe różnią się od gładkich kształtem części środkowej- służą one do nadawania walcowanym materiałom określonych zarysów. Bruzdy kolejno wykonują różne operacje walcowania.
22.Metody walcowania blach cienkich.
Stosuje się walcarki pracujące w układzie czterech walców tzw. kwarto. Dwa walce środkowe o małej średnicy wykonują pracę walcowania. Stosowanie walców roboczych o małych średnicach umożliwia uzyskanie dużych nacisków jednostkowych przy małych siłach dociskających walca. Pola robocze wspierają się na walcach oporowych o dużych średnicach. Dzięki temu podczas walcowania blach walce robocze nie wyginają się pod naciskiem materiałów.
23.Etapy walcowania rur bez szwu. Przykładowa metoda.
Podstawowe operacje wykonywania rur bez szwów obejmują wykonywanie tulei rurowych, ich wydłużanie i walcowanie rur.
Tuleje wykonuje się na walcarce dziurującej o walcach skośnych systemem Monnesmanna, walcarce dziurowanej stożkowej lub talerzowej system Stiefla
Druga faza procesu otrzymywania rur jest walcowanie wydłużające tulei rurowych. Może być prowadzone metodami:
- walcowanie w walcarce pielgrzymowej
- walcowanie w walcarce automatycznej
- walcowanie ciągłe
- walcowanie wydłużające na walcarkach skośnych
operacje wykańczania obejmują walcowane kalibrujące lub redukujące, mające na celu nadawanie rurze ostatecznego kształtu i właściwego wymiaru. Następne czynności to cięcie rur, prostowanie, ewentualnie gwintowanie końców rur, prostowanie, pokrywanie powłokami antykorozyjnymi.
24.Co to są narzędzia uniwersalne, podać przykłady takich narzędzi.
Nożyce, Młoty, Przecinaki, Kowadła – mogą być pomocne przy wykonywaniu wielu rodzajów zabiegów i operacji technologicznych.
25.Co to są narzędzia specjalne, podać przykłady takich narzędzi.
Narzędzia specjalne to narzędzia służące do wykonywania ściśle określonego przedmiotu przy określonej metodzie jego wytwarzania. Przykłady: nożyce gilotynowe, prasy do dokładnego wykrawania, maszyny do gięcia.
26.Wymienić podstawowe operacje cięcia.
Cięcie jest procesem kształtowania przedmiotów polegającym na oddzieleniu jednej części od drugiej. Operacje cięcia za pomocą wykrojników:
- wycinanie – część wycięta (wewnętrzna) jest przedmiotem
- dziurkowanie – część wycięta (wewnętrzna) jest odpadem
- odcinanie – cięcie wzdłuż linii nie zamkniętej
- przycinanie – usuwany jest zbędny materiał który przylega do krawędzi przedmiotu
- nadcinanie – nie następuje rozdzielenie przedmiotu na dwie część
- odkrawanie – celem jest wyrównanie obrzeża materiału
- rozcinanie – celem jest oddzielenie od siebie dwu przedmiotów
- wygładzanie - celem jest nadanie powierzchni przecięcia żądanej dokładności i gładkości
27.Scharakteryzować i porównać wykrawanie jednozabiegowe i wielozabiegowe.
Wykrojniki wielozabiegowe- dla zwiększenia wydajności zabiegi prowadzące do uzyskania wyrobu można łączyć.
Wykrojniki jednozabiegowe – operacja prowadząca do uzyskania wyrobu z wyniku wykonywania kolejnych zabiegów oddzielnie na wykrojniku jednozabiegowym.
28.Obliczyć siłę potrzebną do wykrawania materiału o średnicy 20mm i grubości 2mm przy wytrzymałości na ścinanie 400MPa. Czy wartość ta będzie taka sama przy cięciu krawędzi
równoległymi i nachylonymi pod kątem?
Pmax = lgRt gdzie: Rt – wytrz. mat. na cięcie, l – długość linii cięcia, g – grubość ciętego mat.
DANE
Rt = 400Mpa = 400 106 N/m2
g = 2mm = 2 10-3m
l = obwód koła = 3,14 20mm = 62,8 10-3m
SZUKANE
P = 125,6 10-6m2 400 106N/m2
29.Scharakteryzować fazy występujące w procesie cięcia.
W procesie cięcia mogą wystąpić następujące fazy:
- odkształceń sprężystych – w niej siły wywierane na blachę przez krawędzie stempla i płyty tnącej są względem siebie przesunięte, a powstały w ten sposób moment zginający powoduje wybrzuszenie blachy
- odkształceń sprężysto – plastycznych – następuje tu miejscowe uplastycznienie materiału, gdy siła tnąca ma dostateczną wartość
- plastycznego płynięcia – charakteryzuje się płynięciem materiału w otoczeniu powierzchni rdzenia, przy dużej średnicy stempla środkowa część materiału nie doznaje żadnych odkształceń trwałych
- pękania – pękanie pojawia się tam, gdzie materiał jest najbardziej odkształcony (w pobliżu krawędzi tnących)
- całkowitego oddzielenia wyciętego przedmiotu od blachy – nie występuje przy cięciu wzdłuż linii nie zamkniętej
30.W jakim celu określamy środek działania siły przy wykrawaniu?
31.Wpływ wielkości luzu na przebieg pękania oraz wygląd powierzchni przecięcia(strefy powierzchni cięcia).
Luzem optymalnym – nazywamy taki luz w wyniku którego cięcie przebiega w 5-ciu fazach, a pęknięcia wychodzące od obu krawędzi tnących spotykają się.
Powierzchnie otworu wykonanego z luzem optymalnym mają strefy:
- zaokrąglenie górnej powierzchni blachy w sąsiedztwie miejsca przecięcia
- powierzchnia walcowa jest błyszcząca i gładka ma rysy równoległe do osi otworu
- powierzchnia pękania pochylona do kierunku cięcia jest matowa i chropowata
- zadzior ostry występ na dolnej powierzchni blachy
Te same strefy występują w odwrotnej kolejności na powierzchni wyciętego przedmiotu
32.Podstawowe elementy konstrukcji wykrojników.
W wykrojniku wyróżnia się podstawę oraz głowicę. Głowica składa się z czopa mocującego, płyty głowicowej i stemplowej, przekładki i stempli. Podstawa składa się z trzech płyt: prowadzącej, tnącej i podstawowej ustawionej względem siebie kołkami i skręconych śrubami. Między górnymi płytami znajdują się listwy prowadzące taśmę. Elementami roboczymi wykrojnika są stempel tnący i płyta tnąca(matryca).
33.Wymienić podstawowe operacje tłoczenia.
Tłoczeniem – nazywa się proces technologiczny obróbki plastycznej w tłocznikach na zimno lub gorąco obejmujący cięcie i kształtowanie.
Cięcie składa się z operacji: odcinania, wycinania, dziurkowania, przecinania, odkrawania, nacinania, rozcinania, wygładzania
Kształtowanie odbywa się przez gięcie, którego operacjami są: wyginanie, zaginanie, zwijanie, skręcanie, profilowanie i ciągnienia które realizowane jest przez operacje: ciągnienia, przetłaczania, dotłaczania, wymijania.
34.Przebieg procesu wytłaczania. Definicja. Przedstawić zależność nacisku od drogi stempla.
Jeżeli naczynie ma być dość głębokie, a jego ścianki cienkie to wytłaczanie przeprowadza się z dociskaczem. Siła P wywierana przez stempel na dno wytłoczki jest przenoszona za pośrednictwem ścianek bocznych na kołnierz, który w wyniku plastycznego płynięcia stopniowo przekształca się w walcową ściankę. Podczas kształtowania pkt. A zbliża się do osi wytłoczki. Dno wytłoczki kształtowane jest przez rozciąganie ponieważ pkt. C oddala się od osi wytłoczki.
Wytłaczanie – odmiana ciągnienia polegająca na wytwarzaniu na prasach z płaskiego kawałka blachy wytłoczki w kształcie naczynia.
...
alus-2008