Određivanje omjera visine i prečnika narušavanja u kovanju

U procesu kovanja, ometanje se odnosi na deformaciju radnog komada kako bi se povećao njegov prečnik sabijanjem njegove visine. Kritični parametar u uznemiravanju jeomjer visine i prečnika (H/D odnos), koji igra ključnu ulogu u određivanju kvaliteta finalnog proizvoda i izvodljivosti procesa. Odnos visine i prečnika se koristi kako bi se osiguralo da deformacija ostane kontrolisana i ujednačena, sprečavajući probleme kao što su izvijanje, pucanje ili kvar materijala.

Koji je omjer visine i prečnika?

Odnos visine i prečnika (H/D odnos) je odnos između visine (ili dužine) radnog komada i njegovog prečnika pre kovanja. Ovaj omjer pomaže u definiranju koliko se materijal može deformirati kroz proces narušavanja. Obično, što je manji omjer, proces narušavanja postaje izvodljiviji jer kraći, deblji materijali mogu izdržati veće tlačne sile bez izvijanja ili razvoja defekata.

Na primjer, niži H/D omjer, kao što je 1,5:1 ili niži, ukazuje na krut radni komad, koji može podnijeti velika tlačna opterećenja bez značajnih rizika od nestabilnosti. S druge strane, veći omjer, kao što je 3:1 ili više, zahtijevao bi pažljivije razmatranje, jer radni komad postaje skloniji deformacijama.

Kako odrediti optimalni H/D omjer?

Idealan H/D odnos zavisi od nekoliko faktora, uključujući svojstva materijala, temperaturu materijala tokom kovanja i stepen potrebne deformacije. Evo glavnih koraka za određivanje optimalnog H/D omjera za uznemiravanje:

1. Svojstva materijala: Različiti materijali pokazuju različitu tlačnu čvrstoću i duktilnost. Mekši materijali, kao što je aluminij, mogu izdržati više deformacija bez pucanja, dok tvrđi materijali poput čelika s visokim udjelom ugljika mogu zahtijevati niži H/D omjer kako bi se izbjeglo prekomjerno naprezanje. Mora se uzeti u obzir napon tečenja materijala, tj. naprezanje potrebno da se materijal nastavi plastično deformirati.
2. Temperaturni uvjeti: Vruće kovanje se obično izvodi na temperaturama koje poboljšavaju duktilnost materijala i smanjuju potrebnu silu. Više temperature dopuštaju veću deformaciju, što omogućava veći omjer visine i promjera. Za hladno kovanje, omjer H/D bi trebao biti manji zbog povećanog rizika od stvrdnjavanja i pucanja.
3. Stepen deformacije: Količina potrebne deformacije je još jedan važan aspekt. Ako je potrebno značajno smanjenje visine, početak s nižim H/D omjerom je koristan kako bi se osiguralo da radni komad može proći potrebnu kompresiju bez defekata.
4. Izbjegavanje nedostataka: Prilikom određivanja H/D omjera, bitno je izbjeći defekte kao što je izvijanje, koje nastaje kada se materijal savija ili nabora tokom kompresije. Kako bi se izbjeglo izvijanje, tipično pravilo je korištenje početnog H/D omjera manjeg od 2:1 za opće uznemireno kovanje. Uz to, podmazivanje i pravilan dizajn matrice su od ključne važnosti za minimiziranje trenja i osiguravanje ujednačene deformacije.

Praktični primjer

Razmotrimo slučaj narušavanja cilindrične čelične gredice. Ako je početna visina gredice 200 mm, a prečnik 100 mm, odnos H/D bi bio 2:1. Ako je materijal relativno mekan, a koristi se toplo kovanje, ovaj omjer može biti prihvatljiv. Međutim, ako se koristi hladno kovanje, smanjenje visine radi smanjenja H/D omjera može biti potrebno kako bi se izbjeglo izvijanje ili pucanje tokom procesa narušavanja.

Zaključak

Odnos visine i prečnika u ometanju je osnovni aspekt kovanja koji određuje uspeh procesa. Pažljivom procjenom svojstava materijala, temperature i zahtjeva za deformacijom, može se uspostaviti optimalan omjer koji osigurava proizvodnju visokokvalitetnih kovanih komponenti bez defekta.