Istnieje wiele metod kształtowania metalowych detali i przedmiotów. Jednym ze sposobów przetwarzania elementów z metalu, które stosowane są na gruncie funkcjonowania współczesnego przemysłu, jest obróbka plastyczna na zimno. Jak jest realizowana? Jakie maszyny są wykorzystywane do różnych rodzajów obróbki plastycznej bez podnoszenia temperatury obrabianego przedmiotu?
Obróbka metali na zimno – na czym to polega?
Wszystkie czynności wchodzące w zakres szeroko rozumianej obróbki prowadzą do nadania danemu przedmiotowi właściwych kształtów. Inaczej proces obróbki plastycznej nosi nazwę procesu formowania czy odkształcania.
Jeśli chodzi o obróbkę plastyczną metali na zimno, to proces, którego celem jest odkształcenie obrabianego elementu bez jednoczesnego wykorzystania wyższej temperatury przedmiotu i środowiska, w jakim jest on odkształcany. Tym samym kształtowanie metali na zimno zakłada ich odkształcenie w zamierzony, zaplanowany sposób, bez jednoczesnego przekraczania granicy rekrystalizacji. Dla odróżnienia dochodzi do niej przy obróbce na gorąco lub półgorąco.
Jak odbywa się w praktyce obróbka plastyczna metali na zimno? Polega na wywieraniu nacisku na materiał (zazwyczaj za pomocą siłowników hydraulicznych) przy użyciu specjalnych narzędzi. Zmienia się jego kształt, ale tak, by można było uzyskać pewną poprawę wskazanych właściwości fizycznych, strukturalnych oraz mechanicznych.
Rodzaje obróbki plastycznej metali
Obróbka na zimno metali nie jest jedyną możliwością dokonywania zmiany ich kształtów. Często wykorzystywane są i inne metody na nadanie metalom pożądanych właściwości, także fizykalnych. Na przestrzeni lat metody obróbki plastycznej metali znacząco ewoluowały. Pojawiły się nowe maszyny i urządzenia czy techniki obróbki. Można więc dokonać obróbki metali na wiele sposobów. Rodzaje obróbki plastycznej metali przedstawiają się następująco:
- obróbka na zimno
- obróbka na ciepło czy też na półgorąco,
- obróbka na gorąco.
Obróbka na zimno ma to do siebie, że niższa temperatura panująca podczas obróbki detalu powoduje, że konieczne jest zastosowanie większej siły, by otrzymać pożądany rezultat kształtowania i jednocześnie wysoką dokładność całego procesu.
Ponadto wśród rodzajów obróbki metali trzeba wspomnieć o procesach kształtowania brył i kształtowania blach. Jeśli chodzi o kształtowanie brył, to stosuje się przy tym takie czynności jak:
- kucie,
- walcowanie,
- ciągnienie,
- wyciskanie.
W zakresie kształtowania blach można mówić z kolei o:
- gięciu,
- cięciu,
- formowaniu,
- tłoczeniu,
- walcowaniu.
Wśród popularnych maszyn służących do obróbki metali wymienić należy:
- prasy krawędziowe,
- prasy mimośrodowe,
- prasy hydrauliczne,
- giętarki do drutu,
- giętarki do rur,
- zwijarki do metali,
- kuźniarki,
- walcarki do blach itp.
Przy obróbce metali na zimno w nowoczesnych zakładach często stosowane są maszyny CNC, dzięki którym proces ten realizowany jest szybko, ale z zachowaniem precyzji i pełnej powtarzalności obrabianych elementów bez względu na rodzaj maszyny.
Rodzaje obróbki metalu na zimno
Metalowe elementy można giąć, walcować albo nawet ciąć i tłoczyć. Do najbardziej popularnych sposobów i rodzajów obróbki metalu na zimno zalicza się:
- Tłoczenie – wybierające odlewanie elementów, pozwalające na kształtowanie metalu – może obejmować wycinanie, cięcie, dziurkowanie, docinanie, przetłaczanie czy okrawanie, ale i wyginanie, wywijanie, skręcanie czy wygniatanie.
- Kucie – proces wykonywany z użyciem narzędzi mechanicznych lub realizowany jako obróbka ręczna metali. Element metalowy w toku kucia poddawany jest naciskowi, który prowadzi do zgniatania części, trwałej zmiany kształtu, ale i skutkuje poprawą wytrzymałości mechanicznej danego przedmiotu.
- Ciągnienie – proces zakładający zmniejszenie średnicy obiektu, czemu towarzyszy jego wydłużenie. Obróbka poprzez ciągnienie na zimno stosowana jest w przypadku prętów, drutów i rur.
- Gięcie – popularny sposób obróbki metali na zimno zakładający zmianę krzywizny elementu bez naruszania jego wymiarów, przy wykorzystaniu np. prasy krawędziowej.
- Walcowanie – zgniatanie obrabianego elementu metalowego poprzez włożenie go pomiędzy walce w celu uzyskania pożądanej jego grubości i kształtu. W ten sposób poddaje się obróbce plastycznej na zimno blachy, ale można poprzez obróbkę skośną i poprzeczno-klinową kształtować również inne elementy.
Zalety wykorzystania obróbki metali na zimno
Dlaczego w procesie produkcji czy w zakładach przemysłowych wykorzystywane są różne rodzaje obróbki metali na zimno? Z uwagi na liczne zalety takich procedur. Wśród nich należy wymienić:
- możliwość uzyskania skomplikowanych kształtów elementów metalowych,
- zużywanie mniejszej ilości materiału,
- wypracowanie oszczędności na produkcji,
- możliwość poprawy właściwości fizycznych i mechanicznych obrabianego materiału.
Kształtowanie metali na zimno może być realizowane w procesie tłoczenia, które od lat wypiera proces odlewania elementów. Wszystko z uwagi na świetną wytrzymałość oraz niskie koszty jednostkowe obróbki metali na zimno. Proces ten stosowany jest m.in. w sektorze samochodowym, elektronicznym czy lotniczym.
