Rysunek (produkcja) - Drawing (manufacturing)

Rysowanie to proces obróbki metalu , który wykorzystuje siły rozciągające do rozciągania (wydłużania) metalu , szkła lub plastiku. Gdy metal jest ciągnięty (ciągnięty), rozciąga się, aby stać się cieńszy, aby uzyskać pożądany kształt i grubość. Rysunek jest podzielony na dwa typy: rysunek arkusza blachy i rysunek drutu , pręta i rury . Rysowanie arkusza blachy jest definiowane jako odkształcenie plastyczne na zakrzywionej osi. W przypadku ciągnienia drutu, prętów i rur materiał wyjściowy jest przeciągany przez matrycę, aby zmniejszyć jej średnicę i zwiększyć jej długość. Ciągnienie zwykle przeprowadza się w temperaturze pokojowej, dlatego klasyfikuje się to jako proces obróbki na zimno , jednak ciągnienie może być również wykonywane w podwyższonych temperaturach w celu obróbki na gorąco dużych drutów, prętów lub kształtowników zamkniętych w celu zmniejszenia sił.

Ciągnienie różni się od walcowania tym, że nacisk ciągnienia nie jest przenoszony przez działanie obrotowe walcarki, lecz zależy od siły przyłożonej lokalnie w pobliżu obszaru ściskania . Oznacza to, że wielkość możliwej siły ciągnienia jest ograniczona przez wytrzymałość materiału na rozciąganie, co jest szczególnie widoczne podczas ciągnienia cienkich drutów.

Punktem wyjścia do ciągnienia na zimno jest wlewek gorącowalcowany odpowiedniej wielkości.

Procesy

Metal

Metalowa blacha

Sukces formowania zależy od dwóch rzeczy: przepływu i rozciągliwości materiału. Ponieważ matryca tworzy kształt z płaskiej blachy metalowej, istnieje potrzeba, aby materiał przesunął się w kształt matrycy. Przepływ materiału jest kontrolowany poprzez nacisk wywierany na półfabrykat i smarowanie nakładane na matrycę lub półfabrykat. Jeśli forma porusza się zbyt łatwo, na części pojawią się zmarszczki. Aby to skorygować, do półfabrykatu przykłada się większy nacisk lub mniej smarowania, aby ograniczyć przepływ materiału i spowodować rozciągnięcie lub związanie materiału. Jeśli zostanie przyłożony zbyt duży nacisk, część stanie się zbyt cienka i pęknie. Aby uzyskać udaną część, ciągnienie metalu wymaga znalezienia właściwej równowagi między zmarszczkami a łamaniem.

Głęboki rysunek i płytki rysunek

Rysowanie blachy staje się głębokie, gdy obrabiany przedmiot ciągnie dłużej niż jego średnica. Często obrabiany przedmiot jest również przetwarzany przy użyciu innych procesów formowania, takich jak przebijanie , prasowanie , przewężenie , walcowanie i kulkowanie . W przypadku rysowania płytkiego głębokość rysowania jest mniejsza niż najmniejszy wymiar otworu.

Pręt, rura i drut

Przeciąganie prętów, rur i drutu działa na tej samej zasadzie: początkowy materiał przeciągany przez matrycę w celu zmniejszenia średnicy i zwiększenia długości. Zwykle matryca jest montowana na stole do przeciągania . Koniec przedmiotu obrabianego jest zmniejszony lub zaostrzony, aby przejść przez matrycę. Koniec jest następnie umieszczany w uchwytach, a reszta obrabianego przedmiotu jest przeciągana przez matrycę. Stale, stopy miedzi i stopy aluminium są powszechnie stosowanymi materiałami do ciągnienia.

Rysowanie może być również wykorzystane do formowania na zimno kształtowanego przekroju. Przekroje ciągnione na zimno są bardziej precyzyjne i mają lepsze wykończenie powierzchni niż części wytłaczane na gorąco. Ze względu na hartowanie przez zgniot zamiast drogich stopów w celu spełnienia wymagań wytrzymałościowych można stosować niedrogie materiały .

Rysunek barowy

Pręty lub pręty, które są ciągnione, nie mogą być zwijane, dlatego stosuje się ławy ciągnione prostoliniowo. Napędy łańcuchowe służą do ciągnienia przedmiotów obrabianych o długości do 30 m (98 stóp). Siłowniki hydrauliczne są używane do krótszych detali.

Zmniejszenie powierzchni jest zwykle ograniczone do 20-50%, ponieważ większe redukcje przekraczałyby wytrzymałość materiału na rozciąganie, w zależności od jego ciągliwości . Aby osiągnąć określony rozmiar lub kształt, może być wymagane wielokrotne przejście przez coraz mniejsze matryce lub pośrednie wyżarzanie .

Rysowanie rur

Rysowanie rur jest bardzo podobne do rysowania prętów, z wyjątkiem tego, że materiałem początkowym jest rura. Służy do zmniejszania średnicy, poprawy wykończenia powierzchni i poprawy dokładności wymiarowej. Trzpień mogą lub nie mogą być stosowane w zależności od konkretnego stosowanego sposobu. Pływający korek można również włożyć do wewnętrznej średnicy rury, aby kontrolować grubość ścianki.

Ciągnienie drutu

Ta technika jest od dawna stosowana do wytwarzania elastycznego drutu metalowego poprzez przeciąganie materiału przez szereg matryc o zmniejszających się rozmiarach. Te matryce są produkowane z wielu materiałów, z których najczęstsze to węglik wolframu i diament .

Proces ciągnienia na zimno prętów stalowych i drutu

1. smarowanie rur: Powierzchnia pręta lub rury jest pokryta smarem do ciągnienia, takim jak fosforan lub olej, aby wspomóc ciągnienie na zimno.
2. Wciskanie: Kilka cali ołowianych końców pręta lub rury jest zmniejszanych poprzez uginanie lub wytłaczanie, dzięki czemu może swobodnie przechodzić przez matrycę ciągnącą. Uwaga: Dzieje się tak, ponieważ otwór matrycy jest zawsze mniejszy niż oryginalny rozmiar przekroju pręta lub kręgu.
3. Ciągnienie na zimno, ciągnienie procesowe: W tym procesie ciągniony materiał ma temperaturę pokojową (tj. ciągnienie na zimno). Zaostrzony/zmniejszony koniec pręta lub kręgu, który jest mniejszy niż otwór matrycy, przechodzi przez matrycę, gdzie wchodzi do urządzenia chwytającego ciągarki. Maszyna ciągnąca ciągnie lub ciągnie pozostałą niezredukowaną część pręta lub kręgu przez matrycę. Matryca zmniejsza przekrój oryginalnego pręta lub kręgu, kształtuje profil produktu i zwiększa długość oryginalnego produktu.
4. Produkt gotowy: Wyrób ciągniony, który jest określany jako ciągniony na zimno lub wykończony na zimno, wykazuje jasne i/lub polerowane wykończenie, zwiększone właściwości mechaniczne, ulepszone właściwości obróbki oraz precyzyjne i jednolite tolerancje wymiarowe.
5. Rysowanie wieloprzebiegowe: Rysowanie na zimno skomplikowanych kształtów/profili może wymagać kilkukrotnego rysowania każdego pręta/zwoju w celu uzyskania pożądanego kształtu i tolerancji. Proces ten nosi nazwę ciągnienia wieloprzebiegowego i polega na ciągnięciu przez coraz mniejsze otwory matrycy. Materiał jest generalnie wyżarzany między każdym przejściem ciągnienia, aby usunąć obróbkę na zimno i zwiększyć ciągliwość.
6. Wyżarzanie: Jest to obróbka cieplna zwykle stosowana w celu zmiękczenia ciągniętego materiału, modyfikacji mikrostruktury, właściwości mechanicznych i charakterystyki obróbki stali i/lub usunięcia naprężeń wewnętrznych w produkcie. W zależności od pożądanych właściwości gotowego produktu, wyżarzanie może być stosowane przed, w trakcie (pomiędzy przejściami) lub po operacji ciągnienia na zimno, w zależności od wymagań materiałowych.

Szkło

Podobne procesy ciągnienia są stosowane w dmuchaniu szkła oraz przy wytwarzaniu światłowodów szklanych i plastikowych .

Tworzywa sztuczne

Ciągnienie tworzywa sztucznego, czasami określane jako ciągnienie na zimno , jest tym samym procesem, który stosuje się w przypadku prętów metalowych, ale dotyczy tworzyw sztucznych.

Plastikowe ciągnienie jest używane przede wszystkim do produkcji włókien z tworzyw sztucznych . Proces ten został odkryty przez Juliana W. Hilla (1904-1996) w 1930 roku, próbując wytworzyć włókna z wczesnego poliestru . Odbywa się to po „ukręceniu” materiału we włókna; przez wytłaczanie stopionego polimeru przez pory dyszy przędzalniczej . Podczas tego procesu poszczególne łańcuchy polimerowe mają tendencję do pewnego wyrównania się z powodu lepkiego przepływu . Włókna te nadal mają strukturę amorficzną , więc ciągną je w celu dalszego wyrównania włókien, zwiększając w ten sposób krystaliczność , wytrzymałość na rozciąganie i sztywność . Odbywa się to na maszynie do rysowania skręcarki .

W przypadku nylonu włókno jest rozciągane do czterokrotnej długości przędzy. Kryształy powstałe podczas ciągnienia są utrzymywane razem przez wiązania wodorowe między wodorami amidowymi jednego łańcucha i tlenami karbonylowymi innego łańcucha.

Arkusz z politereftalanu etylenu (PET) jest ciągniony w dwóch wymiarach, aby uzyskać BoPET (dwuosiowo zorientowany politereftalan etylenu) o ulepszonych właściwościach mechanicznych.

Zobacz też

• Wyrzucenie

Bibliografia

Bibliografia

• Degarmo, E. Paul; Czarny, JT.; Kohser, Ronald A. (2003), Materiały i procesy w produkcji (9th ed.), Wiley, ISBN 0-471-65653-4.
• Kalpakjian, Serope; Schmid, Steven R. (2006), Inżynieria i technologia produkcji (5th ed.), Upper Saddle River, NJ: Pearson Prentice Hall, ISBN 0-13-148965-8