Ivo Slade-Alatni Strojevi I

ALATNI STROJEVI I 2 . 4 . 18 .

zanimanje 010104 - strojarski tehničar

I. polugodište dipl. ing. strojarstva

Ivo Slade

Alatni strojevi I

1.0

UVOD

Ova skripta je namjenjena učenicima I. tehničke škole TESLA u Zagrebu smjer strojarski tehničar, za lakše praćenje predmeta Alatni strojevi 1. Rađena je u dva dijela, po jedan za svako polugodište. Alatni strojevi su jedan je od stručnih predmeta u programu naobrazbe strojarskih tehničara. Skripta obuhvaća alatne strojeve za obradu bez odvajanja čestica.... Sadržaj skripte je u cijelosti prilagođen okvirnom nastavnom planu i programu predmeta Alatni strojevi za 3. razred strojarskih tehničkih škola. Kako su nastavni sadržaji dosta šloženi, gradivo je podijeljeno u tematske cijeline koje su pak podijeljene u manje podcjeline. Na kraju svake cjeline nalaze se pitanja i zadaci za provjeru usvojenosti sadržaja. Pri izradi ove skripte koristio sam se uglavnom mojim pripremama za predavanja i materijalima – pogotovo slikama, koje sam našao na internetu. Kako slika govori tisuću riječi tako sam nastojao skriptu što više „oslikati“ fotografijama i ilustracijama. Skripta nije komercijalnog karaktera, niti je zamjena za bilo koji udžbenik, već je pomoć mojim učenicima u savladavanju gradiva. Zahvaljujem se svima koji su korisnim savjetima pomogli da se ova skripta izradi. Također ću biti zahvalan i na budući dobronamjernim prijedlozima i savjetima kako poboljšati i osuvremeniti skriptu. Slade Ivo

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

2

Alatni strojevi I

SADRŽAJ 1. Uvod

2

2. Sadržaj I. dijela

3

3. Alatni strojevi za obradu bez odvajanja čestice .............................. 5 3.1 Alatni strojevi uvod ............................................................................ 3.2 Podjela alatnih strojeva .......................................................................... 3.3 Kovački alatni strojevi strojevi.................................................................. 3.3.1 Mehanički batovi................................................................................. 3.3.1.1 Polužni – perni bat.................................................................................... 3.3.1.2 Bat na dasku, remen ili lanac .................................................................. 3.3.2 Pneumatski batovi................................................................................. 3.3.2.1 Dvoradni bat za slobodno kovanje ..................................................... 3.3.2.2 Jednoradni bat za slobodno kovanje ..................................................... 3.3.2.3 Dvoradni bat za kovanje u ukovnjima ..................................................... 3.3.2.4 Protuudarni bat ................................................................................ 3.3.2.5 Dvoradni bat na paru .......................................................................... 3.3.2.5 Batovi sa komprimiranim dušikom za velike brzine kovanja ................... 3.3.3 Preše ................................................................................................ 3.3.3.1 Vretenasta ručna preša .......................................................................... 3.3.3.2 Tarna (frikcijska) preša .......................................................................... 3.3.3.3 Vretenasta hidraulične preša .................................................................. 3.3.3.4 Vretenasta električna preša .................................................................... 3.3.3.5 Mehaničke koljenaste preše ................................................................ 3.3.3.6 Ekscentar preša ................................................................................. 3.3.3.7 Hidraulička preša ................................................................................. 3.4 Alatni strojevi za duboko vučenje ............................................................ 3.4.1 Hidrauličke preše za duboko vučenje .................................................. 3.4.2 Ekscentar batovi za duboko vučenje ...................................................... 3.4.3 Duboko vučenje vakuumom .................................................................. Pitanja 1 ............................................................................................. 3.5 Alatni strojevi za za savijanje lima ............................................................ 3.5.1 Kružno savijanje lima .......................................................................... 3.5.1.1 Savijačice s 3 valjka ........................................................................... 3.5.1.2 Savijačice s 4 valjka ........................................................................... 3.5.2 Kutno savijanje lima ............................................................................ 3.5.2.1 Ručne mehaničke savijačice ................................................................ 3.5.2.2 Mehaničke savijačice - preše ................................................................ 3.5.2.2 Hidrauličke savijačice - preše ................................................................ 3.6 Alatni strojevi za za savijanje cijevi i profila ........................................... 3.6.1 Savijačice za rotacijsko savijanje ......................................................... 3.6.1.1 Polužne savijačice .............................................................................. 3.6.1.2 Zupčaste savijačice .............................................................................. 3.6.1.3 Navojne savijačice .............................................................................. 3.6.1.4 Hidrauličke savijačice .............................................................................. 3.6.2 Trnovi za savijanje ................................................................................ 3.6.3 Savijačice za tlačno savijanje ............................................................... 3.6.4 Savijačice za savijanje žigom................................................................. 3.6.5 Savijačice s tri valjka............................................................................ Pitanja 2 .............................................................................................

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

6 8 9 10 10 11 12 12 13 13 14 15 16 17 17 18 19 20 21 22 23 25 26 27 28 29 30 30 30 32 33 33 34 35 36 36 36 37 37 38 38 39 40 41 43

3

Alatni strojevi I

4. Sadržaj II. dijela

I.tehnička škola TESLA

3

Slade Ivo

4

Alatni strojevi I

3. Alatni strojevi za obradu bez odvajanja čestice

Alatni stroj – mehanički polužni bat koji je za pokretanje koristio snagu vode

3.1 Alatni strojevi - uvod Današnja proizvodnja je nezamisliva kao tradicionalna proizvodnja. Ručni rad i korištenje ručnih alata je skupo i presporo te je u serijskoj ili masovnoj proizvodnji nemoguće proizvoditi bez pomoći strojeva. U modernom proizvodnom ciklusu moraju se koristiti proizvodni strojevi - alatni strojevi. Alatni strojevi su strojevi koji koriste alate. Prednosti alatnih strojeva: - zamjena fizičkog rada radnika - smanjenje broja radnika - bolja iskoristivost alatnog stroja - smanjenje vremena rada - povećanje produktivnosti - smanjenje troškova izrade - povećana ekonomičnost

Pretvaranje snage vjetra u mehanički rad pomoću vjetrenjača

Sam alatni stroj sastoji se od nekoliko cijelina bez kojih ne može funkcionirati. 1 Pogonski dio 2 Prijenos snage, momenta, sile 3 Izvršni – radni dio 4 Upravljački dio 5 Postolja, kučišta, stupovi, grede,konzole,... Pogonski dio se mijenjao s napretkom tehnike kroz stoljeća. Počevši od pogona snagom životinja, vode, vjetra, zatim u industrijskoj revoluciji upotrebom parnog stroja, Tesla nam je dao elektromotor koji je i danas osnovni poktretač svih alatnih strojeva.

Počeci serijske alatnim strojevima remenjem

proizvodnje na pogon

Različiti tipovi elektromotora

I.tehnička škola TESLA

ELEKTROMOTOR Elektromotor je električni stroj koji pretvara električnu energiju u mehanički rad. Višefazni kavezni asinkroni elektromotor se naglo razvija i upotreba se širi cijelom svijetom. Iako se nekad nije moglo precizno upravljati brojem okretaja, razvoj elektronike danas uvelike omogučuje regulaciju pokretanja, regulaciju broja okretaja i regulaciju momenta trofaznog kaveznog asinkronih elektromotora

Slade Ivo

5

Alatni strojevi I

Prijenos snage, momenta, sile se mijenjao s promjenama pogonskig strojeva i povećanjem snage motora. Ovisno o potrebnoj pretvorbi mehaničkog rada napretkom tehnike kroz stoljeća

Prigon zupčanik – zubna letva pretvara rotaciju u translaciju

Prigoni – prijenosnici momenta, snage ili reduktori se dijele: preme načinu gibanja pogonjenog elementa na: - rotacijske i - translacijske prigone Zupčasti prigon – rotacijski prigon

Navojno vreteno i matica translacijski prigon

Pužni prigon – prenosi moment s jednog na drugo mimoilazeće vratilo

Mogu se podijeliti prema načinu rada na električne, mehaničke i hidrauličke.

Dvoradni hidraulički cilindar – translacijski

Tarni prigon s promjenjljivim prijenosnim omjerom

Princip rada

Prema prenosnom omjeru dijele se na prigone sa stalnim ili promjenjivim prijenosnim omjerom,....

Lančani prijenos, posredni prijenos s konstantnim prijenosnim omjerom Krivuljni mehanizam Za promjenu alata na CAD alatnim strrojevima

I.tehnička škola TESLA

Tarni prijenos, direktni prijenos s promjenjivim prijenosnim omjerom

Slade Ivo

6

Alatni strojevi I

Izvršni - radni dio su različiti alati i naprave. Alati su sredstva u direktnom dodiru s predmetom koji se obrađuje koji ga preoblikuju ili mijenjaju dimenzije ili svojstva. Naprave su pomoćna sredstva koja se koriste u tijeku proizvodnje, ali direktno ne obrađuju predmet več sudjedjeluju kao samostalni uređaji ili dijelovi alatnog stroja.

Alat – bat za kovanje na kovačkom stroju

Shematski prikaz preoblikovanja sirovca u 4 faze kovanjem u ukovnju.

Pneumatski škripac

Upravljački dio alatnog stroja služi za upravljanje gibanjima alata i obratka te odabiranje parametara obrade.

Upravljačka konzola

Ručni upravljački panel

Upravljačka konzola

Upravljačka ploča

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

7

Alatni strojevi I

3.2 Alatni strojevi – podjela Alatni strojevi za obradu bez odvajanja čestice

-

Alatni strojevi za plastično oblikovanje Za kovanje - batovi - preše Za duboko vučenje Za savijanje - savijanje lima - savijanje cijevi Za provlačenje Za valjanje Za hladno oblikovanje Za ekstruziju

-

Alatni strojevi za lijevanje Za kalupljenje Peći Za čišćenje odljevaka

-

Alatni strojevi za spajanje Za zavarivanje Za lemljenje Za lijepljenje

-

Alatni strojevi za obradu promjenom strukture Peći Kupke

-

Bat – mehanički polužni

Dvoradni pneumatski bat za slobodno kovanje

Alatni strojevi za obradu odvajanjem čestice (IV razred) Rezni alatni strojevi Obradni centri Fleksibilno obradni centri Industrijski roboti

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

8

Alatni strojevi I

3.3 Kovački strojevi Kovački strojevi su alatni strojevi za obradu preoblikovanjem sirovca te promjenom dimenzija. Volumen sirovca je konstantan tj. ne mijenja se po završetku obrade. S obzirom na konstrukciju i način rada dijele se u: -

Bat – mehanički polužni perni

Bat na remen

Pneumatski dvoradni bat

Batove Preše

Otkivak kao gotov proizvod na batu ili otpresak kao gotov proizvod na preši se razlikuju po procesu nastajanja. Neki materijali ne podnose nagle promjene oblika (udarce na batovima) te ih je potrebno postepeno preoblikovati (na prešama). Zato su konstruktivna rješenja alatnih strojeva prilagođena materijalu proizvoda - batovima koji otkivak obrađuju udarcima, odnosno prešama koje postepeno preoblikuju otpresak povećavanjem pritiska te ga zadržavaju konstantnim određeno vrijeme. Samim time postoje i prednosti i nedostaci kovanja pred prešanjem. - Brzine udara batova od 4 – 7 m/s - Kod kovanja u ukovnju (kalupu) vrijeme trajanja preoblikovanja je kratko što je dobro za radni vijek kalupa. - Udarci su brzi i jaki što je loše za radni vijek kalupa - Kod batova se sa jakim udarcima pojavljuju velike vibracije što je loše za alatni stroj i okolinu. - Obrada na batu je brža, a time i ekonomičnija,.... Batovi se prema konstrukciji dijele na: - Mehaničke batove. Polužni – perni batovi Batovi na dasku, remen ili lanac - Pneumatske batove Jednoradne – gravitacijske batove Dvoradne batove za slobodno kovanje Dvoradne batove Protuudarne batove - Parne batove - Batovi sa komprimiranim dušikom za velike brzine kovanja Prema primjeni batovi mogu biti: - Batovi za slobodno kovanje - Batovi za kovanje u ukovnjima Prema izvedbi bata batovi mogu biti: - Batovi sa mirujućim nakovnjem - Batovi sa pokretnim - protuudarnim nakovnjem Prema brzini malja batovi mogu biti: - Klasični batovi 4 – 7 m/s - Batovi sa velikim brzinama malja 20 – 40 m/s

Parni bat

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

9

Alatni strojevi I

3.3.1 Mehanički batovi 3.3.1.1 Polužni – perni bat

Bat – mehanički polužni perni

Omjer masa bata nakovnja i temelja kod meganičkih gravitacijskih batova je 1:20:200

Izolacija temelja od okoline zbog prigušenja vibracija koje se stvaraju prilikom udarca bata ostvaruje se materijalima koji upijaju vibracije (pijesak, guma, stiropor,...)

Perni bat se sastoji od bata (malja) koji je pričvršćen na pero. Poluga - pero je izvedena od čeličnih lamela i spojena je na motku koja podiže / spušta polugu. Podizanje motke ostvaruje se preko ekscentra na zamašnjaku. Zamašnjak preko remena dobiva okretni moment s prigona stroja. Masa bata (malja) se kreće od 20 do 250 kg, dok se broj udaraca kreće do 300 u minuti za lakše maljeve odnosno do 120 za teže batove. Postolje, odnosno cijeli alatni stroj se sidri na temelje temeljnim vijcima. Postolje je naliveni beton u predviđenom iskopu koji se izolira pijeskom ili nekim drugim materijalom koji upija vibracije. Stupanj iskoristivost pernog bata je η

= 30 - 40 %

Brzina udarca je između Vt = 4 – 7 n/s

Hladno kovani obradak

Leonardo da Vinchi – Bat sa automatskim pogonom vodom Dijelovi oružja kovani u hladnom stanju

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 10

Alatni strojevi I 3.3.1.2 Bat na dasku, remen ili lanac

Otkivak - radilica - izvađen iz ukovnja – kovanje u toplom stanju

Otkivak – vagonski kotač izvađen iz ukovnja – kovanje u toplom stanju

Stupanj iskoristivost batovi na dasku η 30 – 60 % batovi na remen η 40 – 60 % batovi na lanac η 40 – 60 %

Bat na dasku je gravitacijski bat koji se sastoji od bata spojenog na dasku koju podižu dvije suprotno rotirajuće tarenice. Batovi imaju masu od 200 kg do 1.5 t. Na visini 1.5 2.5 m kočnica se otpušta te bat pada na nakovanj brzinom 47m/s. Može se ostvariti do 60 udaraca u minuti pri nižim visinama dizanja bata (do 1m). Koristi se za za kovanje u ukovnjima i ima veliku točnost i preciznost izratka. Pogodan je za ukovnje sa više gravura. Regulacija je vrlo jednostavna i precizno se određuje energija udarca (radna moć). Pogodan je za automatiziranje. Visoki je energetski stupanj djelovanja bata. Jednostavne je konstrukcije, lagano se održavaju i dosta su jeftini. Nedostatak je ograničena radna moć, utjecaj vibracija na okolinu udarcima, potrebno je veliko temeljenje, daska se troši te ju treba često mijenjati,..

Bat na dasku Bat na remen

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 11

Alatni strojevi I

3.3.2 Pneumatski batovi 3.3.2.1 Dvoradni bat za slobodno kovanje

Dvoradni pneumatski slobodno kovanje

bat

za

Dvoradni zračni bat za slobodno kovanje se izrađuje u konzolnoj izvedbi i najčešće ima svoj kompresor za stlačeni zrak. Kompresori su relativno niskog pritiska. Hod bata je od 250 do 900 mm. Mase maljeva su od 50 do 1000 kg. Broj udaraca se kreće do 300/min. Nakovanj može bit izveden u jednom dijelu – monolitna konstrukcija ili posebno kod većih batova. Također prema izvedbi bata potrebno je i temeljenje te postavljanje izolacijskog materijala za smanjenje vibracija na okoliš.

Dvoradni pneumatski bat mosnom konstrukcijom

sa

Konstrukcijska izvedba dvoradnog bata s razdvojenim tijelom. Služi za slobodno kovanje velikih otkivaka u toplom ili hladnom stanju. Konstruktivno ima veliki razmak između nogu zbog lakšeg pristupa, postavljanja obratka i jednostavnijeg postavljanja masivnih alata. Dovod stlačenog zraka je iz centralnog spremišta – kompresorske stanice. Mase batova su od 0.5 do 30 t.

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 12

Alatni strojevi I

3.3.2.2 Jednoradni bat za slobodno kovanje Jednoradni pneumatski bat spada u grupu gravitacijskih batova. Pogon je jednoradnim cilindrom u kojem se podiže klip - bat stlačenim zrakom. Otvaranjem ventila stlaćeni zrak se ispušta te bat pada na nakovanj.

Princip kovanja gravitacijskim batom

3.3.2.3 Dvoradni bat za kovanje u ukovnjima

Dvoradni bat za kovanje u ukovnjima

Konstrukcijska izvedba dvoradnog bata za kovanje u ukovnjima slična je izvedbi batova s razdvojenim tijelom. Služi za kovanje u kalupima - ukovnjima. Kako brzina malja a time i energija udarca ne ovise o hodu (visini dizanja) malja, nego o tlaku u cilindru, za kovanje u ukovnjima koriste se veći tlakovi. Time je i konstrukcija bata masivnija. Kao i kod slobodnog kovanja lakši udarci istim batom postižu se kraćim hodom – manjim dizanjem bata. Hodovi se kreću od 1000 do 1500 mm.

Kružni ukovanj za kovanje .

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 13

Alatni strojevi I 3.3.2.4 Protuudarni bat Protuudarni batovi su u osnovi identični pogonu dvoradnog bata, ali nemaju mirujući nakovanj, već je nakovanj pokretan. Gibanje pokretnog protuudarnog malja je u suprotnom pravcu od radnog malja. Razlika je u načinu upravljanja i gibanja radnog i protuudarnog malja. Načini pokretanja protuudarnog malja mogu biti: - pomoću čelične trake - pomoću hidrauličkog sustava - pomoću komprimiranog zraka Kod vertikalnih batova sa čeličnim trakama i hidraulikom protuudarni malj ima nešto veću masu od radnog malja, a time i nešto manju brzinu gibanja. Protuudarni bat za slobodno kovanje – shematski prikaz bata s čeličnom trakom – mehaničkom spojkom.

Protuudarni bat za slobodno kovanje – shematski prikaz bata s pogonom komprimiranim zrakom

Kod horizontalnih protuudarnih batova koji se pogone komprimiranim zrakom oba nakovnja su identična. Zbog pomanjkanja mirujučeg nakovnja (šabota), konstrukcija je lakša i jeftinija.

Protuudarni bat za slobodno kovanje – shematski prikaz bata s hidrauličkim pogonom – hidraulilčkom spojkom.

Hidraulički protuudarni bat

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 14

Alatni strojevi I 3.3.2.5 Dvoradni bat na paru Masivni batovi za kovanje glomaznih odlijevaka, koji zahtjevaju mnogo prostora oko nakovnja. Rade kao pneumatski dvoradni batovi, ali se pune pregrijanom parom. Temelji za nakovanj i ta bat su odvojeni zbog smanjenja vibracija. Izrazito jaki udarci ali rijetki batu daju nizak stupanj iskoristivosti.

Parni bat u portalnoj konstrukciji

Dvoradni parni bat u konzolnoj konstrukciji

Koriste se kod slobodnog kovanja i kod kovanja u ukovnjima . Tlak pregrijane pare je 6 – 7 Mpa (N/mm2). Mogu biti izvedeni u portalnoj konstrukciji, konzolnoj ili kao polužni batovi.

Watt-ov parni polužni bat iz 1784. godine

Ukovanj za kovanje okruglih otkivaka

Postavljanje teškog otkivka elektro-hidrauličkim manipulatorom u parni bat . Kovanje se odvija u toplom stanju.

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 15

Alatni strojevi I

3.3.2.6 Batovi sa komprimiranim dušikom za velike brzine kovanja

Hidro pneumatski NITRO konzolni 5-tonski bat

Hidraulično ulje ulazi pod tlakom u donji dio cilindra te klip podiže čekić. Sabija se dušik koji je iznad klipa. Nakon što klip dosegne željenu visinu, otvara se brzootpuštajući ventil koji brzo ispušta ulje. Komprimirani dušik naglo potiskuje klip i bat udara o otkivak. Zbog visoke fleksibilnosti koju ima dušik kao pokretačka snaga, čekić može koristiti osnovni način upravljanja i kontrole te se koriste ručne poluge za upravljanje bata. Ova vrsta batova je razvijena u novije vrijeme (posljednjih 15-ak godina) Batovi su izrazito velikih brzina malja )20 – 40 m/s.) troše do 75% manje električne energije od klasičnih batova iste snage udarca. Nema održavanja kompliciranog sustava komprimiranog zraka, rashladnog sustava kompresora, niti treba čakati postizanje radnog tlaka zraka. Princip rada bata sa mirujučim nakovnjem na komprimirani dušik

Hidro pneumatski NITRO konzolni 8-tonski bat

1 – plinska cijev visokog pritiska 2 – kolektor 3 – glavni ventil 4 – cijev dovoda ulja 5 – odvod ulja 6 – elektronička kontrola 7 – brzootpuštajuči ventil 8 – klipnjača 9 – bat 10 – upravljačka ručica 11 – prigušnik cilindra 12 – glavni cilindar 13 – glavni spremnik 14 – brtva 15 – vodilica

Hidro-pneumatski cilindar sa dušikom

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 16

Alatni strojevi I

3.3.3 Preše Preša je alatni stroj konstruiran za primjenu vrlo velike snage za oblikovanje ili rezanje materijala. Preše se izrađuju u rasponu od malih ručnih do velikih industrijskih postrojenja. Odlikuje ih mirniji rad od batova te sa zato mogu koristiti večim silama Prema načinu rada dijele se na: - vretenaste - Vretenaste ručne preše - Vretenaste tarne (frikcijske) preše - Vretenaste hidraulične preše - Vretenaste električne preše

Ručna mehanička preša od 5 t hod 500 mm

- mehaničke - koljenaste - ekscentar - hidrauličke

3.3.3.1 Vretenasta ručna preša Vretenasta ručna preša izrađuje se u portalnoj i konzolnoj izvedbi. Kolo preše se ručno zakreće i prenosi se okretni moment na navojno vreteno (D=78mm). Navojno vreteno je spojeno na gornju čeljust preše. Hod je 260 mm, površina pritiska 470*230 mm, dok je pritisak do 28 t. Izrazito veliki pritisak ručne preše ne zahtjeva jako temeljenje, nema prijenosa vibracija, jednostavne konstrukcije, jednostavna upotreba i održavanje.

Hidraulička preša od 12 t hod 600 mm

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 17

Alatni strojevi I Navojno vreteno preše

3.3.3.2 Tarna (frikcijska) preša

Tarna preša postiže sile do 1000 t

Gonjene tarenice

Navojno vreteno frikcijske preše -

Najčešći tip frikcijske – tarne preše ima dva vertikalna tarna diska (Tarenicu 1 i Tarenicu 2) i jedan horizontalni gonjeni tarni disk (Tarenicu 3). Tarenica 3 je na vertikalnom navojnom vretenu (viševojnom) sa trapeznim navojima. Na drugom kraju vretena je čeljust (bat) preše. Pogonske Tarenice 1 i 2 su na horizontalnom vretenu i dobivaju okretni moment od zamašnjaka spojenog remenim prigonom na remenicu elektromotora. Upravljački mehanizam omogućuje kontakt samo jedne od pogonskih tarenica s gonjenom i time određuje pravac rotacije vretena. U kombinaciji Tarenica 1 i Tarenica 3 navojno vreteno se spušta i bat preše ima sve veću brzinu. Najveća je u trenutku kontakta sa otpreskom. Bat tlači otpresak, ali se sila ne može povećavati, jer dolazi do proklizavanja između tarenica. Obrnuti slučaj je kontakt Tarenice 2 i Tarenice 3 kada se navojno vreteno podiže i odvaja bat od otpreska. Koriste se za prešanje u kalupima (ukovnjima) u toplom i hladnom stanju. Princip rada tarne preše

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 18

Alatni strojevi I viševojno

3.3.3.3 Vretenaste hidraulične preše Kod tarnih preša okretni moment tarenice zamašnjaka se dobiva tarnim prigonom sa pogonskom tarenicom koja je spojenaq remenom na elektromotor. Kod hidrauličkih vretenastih preša okretni moment zamašnjaka dobiva se iz rotacije hidromotora koji okreće zamašnjak tarenicom.

Hidromotori smješteni oko zamašnjaka

Moderna vretenasta preša

Tipični primjeri toplog kovanja na vretenastim prešama

Također postoje konstrukcije koje okreću zamašnjak pomoću zubne letve. Karakteristike vretenastih preša su jednostavnost konstrukcije, bez djelovanja na okolinu, lako se određuje ritam rada, bez specijalnih zahtjeva za temeljenjem, duga trajnost i lako održavanje osim hidraulike, ppogodne za jednu centralnu gravuru, nisu pogodne za obradu malih predmeta u toplom stanju jer su prespore, jako troše tarne površine.

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 19

Alatni strojevi I

3.3.3.4 Vretenaste električne preše Električne vretenaste preše imaju elektromotorni pogon koji direktno tarenicom ili sredno remenom pogoni zamašnjak.

Shema direktnog vretenaste elektro preše

pogona

Elektro vretenasta preša pogonjena asinkronm motorom ds frekventnim modulatorom

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 20

Alatni strojevi I

3.3.3.5 Mehaničke koljenaste preše

Koljenasta vratila

Mehanička koljenasta preša se danas u masovnoj proizvodnji sve češće upotrebljavanju umjesto batova. Rotacijsko gibanje se iz elektromotora, reduktora i spojke prenosi na koljenasto vratilo, koje ima jedno ili dva koljena. Na koljeno je spojena ojnica (klipnjača) koja se giba oscilacijski te pretvara rotaciju koljena u translaciju klizača u vodilicama preše. Na klizaču je bat kojim se preša obradak. Princip rada koljenaste preše

Koljenasta preša sa jednim koljenom

Koljenasta preša sa dva koljena

1 – elektromotor 2 – kontroler 3 – kondenzatori 5a – glavno vreteno elektromotora 5b – zupčani prijenos 5c – koljenasto vratilo 5d – spoj klipnjače i bata - kuglasti zglob 5e – podešavač klizača 6 – kočnica 7 – hidraulička zaštita od preopterećenja

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 21

Alatni strojevi I

3.3.3.6 Mehaničke ekscentar preše Elektromotor okreće zamašnjak na kojem je ekscentar (dio kljena koljenastog vratila) koji se koristi za pretvaranje kružnog gibanja u pravocrtno (preko ojnice koja obavlja oscilacijsko gibanje).

Ekscentar

Princip rada ekscentar preše Koriste se za sve vrste obradaka (od najmanjih do najvećih) i obrade prešanjem u toplom i hladnom stanju, rade sa velikom točnošću i preciznošću, relativno jednostavne konstrukcije i izvedbe, ali visoke produktivnosti i ekomoničnosti. Trajnost im je duga, jednostavne su za održavanje i lako se automatiziraju. Nedostatak im je visoka cijena i stručno posluživanje. Ekscentar preša

Moderna 45 tonska ekscentar preša

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 22

Alatni strojevi I

3.3.3.7 Hidrauličke preše

Princip rada hidrauličkog cilindra

Hidrauličke preše se koriste za slobodno kovanje većih i težih otkivaka, za kovanje u ukovnjima, za skidanje srha te za radove u limu. Iako prema vrsti kovanja postoje i konstruktivne raznolokosti među hidrauličkim prešama zajedničke karakteristike su im male i jednolike brzine gibanja alata, miran rad, nešto niža produktivnost od batova te veća cijena. 100 tonska hidraulična preša Preše se koriste kod velikih otkivaka da se izbjegnu veliki batovi koji negativno utječu na okolini te za materijale lošije plastičnosti koji ne podnose udarce i nagle promjene oblika.

Proizvodna linija 2500 tonskim hidrauličnim prešama

Shema rada hidrauličke preše

Hidraulički motor je pretvarač mehaničke energije nekog pogonskog stroja (najčešće elektromotora) u energiju tlaka tekučine (ulja). Hidraulički motori se dijele prema konstrukciji i tlaku koji mogu ostvariti u hidrauličkom sistemu. Najčešće pumpe su - Zupčaste sa vanjskim ozubljenjem - Zupčaste sa vanjskim ozubljenjem - Lamelne pumpe - Vijčane pumpe - Klipne pumpe Princip stvaranja pritiska fluid u pumpi

20 tonska hidraulična preša

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 23

Alatni strojevi I

Prednosti hidrauličkog prijenosa energije su: u prijenosu velikih sila, dok je postrojenje malih dimenzija, - laka promjena smjera kretanja izvršnog člana (klipa ili hidromotora), - laka i kontinuirana promjena brzine pomoću prigušnica ili ragulatora protoka, - lagan i brz prijelaz s malih na velike brzine (i obrnuto), - lagani prijelaz s rotacionog u translacijsko gibanje, - kontinuirana regulacija i lako ograničenje pritiska, - tihi rad i jednostavna konstrukcija, - u slučaju preopterećenja jednostavno isključivanje i zaustavljanje, - lagana automatizacija sustava. -

Zupčana pumpa s vanjskim ozubljenjem

Zbog ovih prednosti hidraulike korištenje hidrauličkih preša je više nego opravdano.

Zupčana pumpa s unutarnjim ozubljenjem

Vijčana pumpa

Radijalna klipna pumpa Lamelna (krilna) pumpa

Aksijalne klipne pumpe

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 24

Alatni strojevi I

3.4 Alatni strojevi za duboko vučenje Duboko vučenje metala je proces u kojem se obradak – platina ili rondela najčešće u hladnom stanju provlači kroz jednu ili više matrica u novi željeni oblik korištenjem specijalnih alata.

Proizvodnja limenke - u više faza od rondele do gozove limenke za sok

Duboko vučenje rondele u plitku posudu

Faze dubokog vučenja i redukcije presjeka rondele

Alat za duboko vučenje

Proizvod dubokog vučenja

Duboko vučene proizvode karakterizira dubina proizvoda koja je veća od polovice promjera rondele. Proizvodi mogu imati različite poprečne presjeke s ravnim, konusnim ili zakrivljenim stjenkama, ali najčešći oblici su cilindrične ili pravokutne geometrije Duboko vučenje upotrebljava rastezljive metale kao što su aluminij, mesing, bakar i meki čelici u proizvodnji auto dijelova, limenog suđa i ambalaže, municije,.... Alatni strojevi na kojima se može obrađivati metal dubokim vučenjem su: - Hidrauličke preše - Ekscentar preše - Duboko vučenje vakuumom Duboko vučenje može biti bez i sa stanjenjem stijenke,

Hidraulička preša za duboko vučenje

Mehanička preša za duboko vučenje

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 25

Alatni strojevi I

3.4.1 Hidrauličke preše za duboko vučenje Hidraulilčke preše se koriste za duboko vučenje materijala koji ne podnose naglu promjenu oblika. Mogu se postiči izuzetno male brzine i velike sile kod hidrauličkih preša što su najbolji parametri za obradu metala. Preše se izrađuju u mosnoj (portalnoj) izvedbi koja osigurava minimalne pomake kod postizanja velikih pritisaka. Nekoliko hidrauličkih cilindara osigurava pritisak tlačnog prstena koji tlači platinu na matricu. Glavni hidraulički cilindar na kojem je alat u formi željenog proizvoda prolazi kroz tlačni prsten i matricu te vuče platinu. Položaj žiga, tlačnog prstena i matrice i izbacivača u dvije konstrukcijske izvedbe – žig tlači prema dole i žig tlači prema gore. Shematski prikaz rada hidrauličke preše za duboko vučenje

Portalna hidraulička preša za duboko vučenje sa tlačnim prstenom

Ovisno o oblliku gotovog proizvoda suboko vučenje može biti u jednoj fazi ili više faza kod kompliciranije konstrukcije

Proizvodi dubokog vučenja

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 26

Alatni strojevi I

3.4.2 Ekscentar batovi za duboko vučenje

Shematski prikaz rada mehaničke ekscentar preše za duboko vučenje

Portalna ekscentar preša za duboko vučenje

Ekscentar preše se proizvode u verzijama od 3 do 250 tona. Konstrukcijski se izvode u konzolnim (za manja opterećenja) i portalnim (za velika opterećenja) verzijama. Kućište - okvir je izrađeno od čelične konstrukcija teških presjeka i kruti dizajn osigurava minimalni otklon te točno vođenje. Zamašnjak: zamašnjak je izrađena od visoko kvalitetnog čelika i mora biti centriran i uravnotežen kako bo obavljao odgovarajuće operacije pod pritiskom. Ekscentar ili koljenasto vratilo je izrađeno od posebne legure čelika koja može izdržati visoko opterećenje, a da zadrži visoku točnost. Prednosti mehaničkih preša su u relativno visokim brzinama vučenja, visoka učinkovitost, bez udarnih šok-opterečanja, male snage elektromotora niske potrošnje, lako za rukovanje, visoka sigurnost, niska razina buke,može biti opremljena ručnim ili CNC upravljanjem, šitoka primjena Koriste se za izradu limenog posuđa (lonci, tave, šalice, pokrila, itd. od nehrđajućeg čelika, mesinga, aluminija, bakra i sl. Proizvodi dubokog vučenja

Konzolna ekscentar preša za duboko vučenje

Faze dubokog vučenja

Proizvodi dubokog vućenja bez stanjenja stijenke Alat za duboko vučenje sa proizvodima

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 27

Alatni strojevi I

3.4.2 Duboko vučenje vakuumom

Stroj za duboko vučenje folija vakuumom

Obavlja se samo kod tankih folija. Rola folije (a) odmata se te preko valjka R1 dolazi na specijalni valjak (b). Na valjku su matrice preko kojih je napeta folija. Infracrveni grijač (c) zagrijava foliju na potrebnu temperaturu.U bubnju vlada vakuum koji usisava ugrijanu foliju i formira ju prema obliku matrice. Na izlazu iz matrica formirana folija se hladi (d) te prako valjka (R2) odvaja od valjka te ide na transportnu traku (e) gotovog proizvoda gdje se reže ili izbija oblik iz folije.

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 28

Alatni strojevi I

Pitanja 1. 01. Koje su prednosti alatnih strojeva? 02. Koji su osnovni sklopovi alatnih strojeva i koja im je funkcija? 03. Kako se dijele alatni strojevi za obradu bez skidanja čestice? 04. Što su kovački strojevi? 05. Koja je razlika između batova i preša? 06. Kako se dijele batovi? 07. Koji su osnovni dijelovi pernog bata i koja im je funkcija? 08. Kako se kuje pernimm batom, a kako batom na dasku? 09. Koji su osnovni dijelovi bata na dasku i koja im je funkcija? 10. Kako se dijele pneumatski batovi? 11. Koji su osnovni dijelovi i funkcija dvoradnog pneumatskog bata? 12. Kako radi gravitacijski jednoradni pneumatski bat? 13. U čemu je razlika između dvoradnog pneumatskog bata za slobodno kovanje i kovanje u ukovnima?

14. Kako radi protuudarni bat? 15. Koji su načini pokretanja protuudarnih batova? 16. Kako radi i za što se koristi bat na paru? 17. Koja je prednost rada na batovima sa komprimiranim dušikom? 18. Što su preše, čemu služe i kako se dijele? 19. Kakvih vrsta vretenastih preša ima? 20. Objasniti dijelove tarne preše? 21. U čemu je razlika između hidrauličkih i električnih vretenastih preša? 22. Koji su djelovi koljenastih preša i čemu služe? 23. Objasniti rad ekscentar preše? 24. Koji su osnovni dijelovi hidrauličke preše i koja im je funkcija? 25. Objasniti načine postizanja tlaka u hidrauličkom sustavu preše? 26. Objasniti prednosti i nedostatke hidraulilčke preše ? 27. Usporediti rad na hidrauličkoj i ekscentar preši? 28. Usporediti rad na pernom batu i koljenastoj preši? 29. Usporediti rad na parnom batu i hidrauličkoj preši? 30. Usporediti rad na batu na dasku i tarnoj preši? 31. Usporediti rad na dvoradnom pnaumatskom batu i vretenastoj hidraulilčkoj preši? 32. Što je duboko vučenje i na kojim se alatnim strojevima obavlja? 33. Kako rade hidrauličke preše za duboko vučenje i koji su dijelovi stroja? 34. Kako rade ekscentar preše za duboko vučenje i koji su dijelovi stroja? 35. Kako rade alatni strojevi za duboko vučenje vakuumom i koji su dijelovi stroja?

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 29

Alatni strojevi I 3.5 Alatni strojevi za savijanje lima Savijanje se postupak obrade metala bez skidanja strugotine kod kojeg se u poprečnom presjeku unutrašnji dio skraćuje i opterećen je na tlak, dok se vanjski dio produljuje i opterećen je na vlak. Savijanje lima se dijeli na: - kružno savijanje - savijanje pod kutom – odnosno oštrokutno - profilno savijanje Prema vrstama savijanja razvijeni su i alarni strojevi: Kržno savijanje lima savijačicom s 3 valjka Savijačica sa 3 valjka za izradu kotlova – muzejski primjerak

3.5.1 Kružno savijanje lima 3.5.1.1 Savijačice s 3 valjka Savijačica sa 3 valjka za limove

Savijačica sa 3 valjka za ploće

Moderna savijačica s 3 valjka

Alatni stroj ima 3 paralelno postavljena valjka za valjanje cilindričnih plašteva. Dva donja valjka (1 i 2) su pogonska i služe kao oslonac, dok je treći valjak mako veći te nema svoj pogon. Osim rotacije veliki valjak se može vertikalno pomicati i time definirati radijus savijanja lima. Pogon je mehanički odnosno okreni moment se s elektromotornog pogona prenosi na spojku, zatim na prigon kojim se regulira brzina i smjer rotacije te na pogonske valjke. Vertikalno pomicanje većeg valjka može se ostvariti mehanički – navojnim vretenom i maticom kod konstruktivno jednostavnijih strojeva ili hidraulički kod većih strojeva koji zahtjevaju postizanje većih sila savijanja. Kod standardnih alatnih strojeva za valjanje cillindričnih plašteva duljina valjaka ne prelaze 4000 mm. Promjeri valjaka variraju prema deblini lima koji se savija te radijusu na koji se lilm savija. Podaci za savijačicu KV 6 x 3200 „Prvomajska“

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 30

Alatni strojevi I

Savijačica s ručnim vertikalnim pomicanjem valjka

Numerički upravljiva savijačica s 3 valjka

Proizvodi od savinutog lima

Podaci o savijačicama firme Akyapak

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 31

Alatni strojevi I

Proizvod konusnog savijanja na savijačici s tri valjka

Iako su valjci paralelni postoje i verzije strojeva kod kojih se pogonski valjci mogu horizontalno razmaknuti s jedne strane alatnog stroja u svrhu dobivanja cilindrično zaobljenja proizvoda.

Neki sistemi s 3 valjka mogu tako približiti valjke da mogu raditi i predsavijanje. 3.5.1.2 Savijačice s 4 valjka Konstruktivna rješenja savijanja lima na savijačicama s 4 valjka omogučuju različite radne režim. Samo je jedan valjak radni, ostali su oslonci koji mogu mijenjati položaj kako bi savijali cilindrične ili konusne plohe, obaviti predsavijanje ili savijanje formi Princip rada je isti kao i kod savijačice s 3 valjka, ali kod savijaćica s 4 valjka dodan je još jedan „pomoćni“ koji poboljšava karakteristike savijačice. Pomicanje valjaka verikalno, horizontalno ili zakretno obavlja se hidruličkim cilindrima. Upravljanje je pomoću mikroprocesora – numeričko upravljanje.

Princip valjanja – savijanja lima na savijačicama s 4 valjka u cilindričnu formu

Savijačica s 4 valjka

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 32

Alatni strojevi I

3.5.2 Kutno savijanje lima

Žig Platina

Graničnik Matrica

Kutno savijenje je oblik savijanja dugih i tankih limova. Alat koji se koristi kod savijanja lima ima dva dijela. Donji dio je matrica-kalup u kojoj je V utor. Gorni dio alata je žig koji pritiskuje lim u V utor matrice i uzrokuje savijanje lima. Alatni stroj koji se koristi za kutno savijanje je preša sa prosječnom snagom od oko 25 tona po metru duljine savijanja. Za kutno savijanje limova koriste: - ručne preše kod manjih i tanjih obradaka, - mehaničke – ekscentar i koljenaste preše - hidrauličke preše

Proizvodi kutnog savijanja lima

3.5.2.1 Ručne mehaničke savijačice Način kutnog savijanja lima na preši

Na metalnom radnom stolu nalazi se ploča koja savija tanji lim dimenzija debljine do 2 mm i širine do 2000 mm. Savijanje se obavlja ručicom – polugom. Kut savijanja određuje se očitanjem kuta kazaljke. Graničnik je jednostavan – blokada koja zaustavlja lim kod odabrane duline prepusta.

Ručna stolna mehanička preša Pritisak ostvaruje zakretanjem navojnog vretena na koje se nastavlja žig

Princip rada ručne savijačice

Ručna mehanička preša

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 33

Alatni strojevi I

3.5.2.2 Mehaničke savijačice – preše Ekscentar mehaničke preše

Na čeličnom postolju nalazi se radni stol na koji se montira matrica. Žig je montiran na držač alata koji je spojen polugom (oijnicom, klipnjačom) na ekscentar preše koji se nalazi na zamašnjaku. Okretni moment zamašnjaku se prenosi iz prigona kojim se regulira brzina vrtnje. Pogon je elektromotorni – trofaznim asinkronim kaveznim elektromotorom. Postavljanje obratka – limene ploće je ručno. Kontrola dubine savijana i kuta savijanja je nakon postavljanja parametara automatska.

Različite forme žigova i matrica kod preša

Alat mora biti tako oblikovan i postavljen da rezultantna sila pada u os žiga i matrice. Ako postoji razlika u osima alata dolazi do deformacije alata, nesimetričnog zazora, istupljivanja te zaribavanja žiga i matrice Pravilan odnos osi žiga i matrice Obradak u zahvatu alata

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 34

Alatni strojevi I Upravljački panel savijačice

Postavljanje alata u pravilan položaj

Primjeri redoslijeda operacija kod profilnog savijanja

3.5.2.3 Hidrauličke savijačice – preše Kad mehaničke ekscentar preše više ne mogu zadovoljiti potrebe tlačenja obratka, nastavlja se s savijanjem na jačim hidrauličkim prešama koje postižu mnogo puta veće tlakove. Žig je spojen na držač alata na hidrauličkom cilindru i obavlja glavni rad pritiskom limene trake na matricu. Zbog toga dolazi do savijanja trake koja poprima oblik po međuprostoru koji je između žiga i matrice. Kutno savijanje počinje od ravne trake koja se može više puta okretati i ponovo savijati kako bi se izradili složeni profili – postupak profilnog savijanja. Graničnik može biti kontroliran računalom ( numeričko upravčljanje) kako bi se omogućila izrada niza operacija uz visoki stupanj točnosti. Također se može snimiti točan položaj i pritisak potreban za svako savijanje i spremiti u memoriju računala. Ponovljene operacije omogućuju savršeno postizanje istog oblika svih ostalih obradaka. Osim rada s žigom i matricom kod profilnog savijanja mogu se koristiti i složeni alati koji omogučuju izredu specijalnig formi u samo jednom zahvatu.

Specijalni alati za profilno savijanje na prešama u jednom zahvatu

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 35

Alatni strojevi I 3.6 Alatni strojevi za savijanje cijevi i profila Savijanje cijevi je postupak obrade metala bez skidanja strugotine kod kojeg se ravna cijev savija za neki kut. Pri savijanju cijevi pola cijevi u poprečnom presjeku - unutrašnji dio se skraćuje i opterećen je na tlak, dok se druga polovica cijevi u presjeku - vanjski dio produljuje i opterećena je na vlak. Ta naprezanja dovode do deformacija presjeka smanjenja ili čak do potpunog zatvaranja presjeka. Strojevi za savijanje cijevi moraju održati nakon savijanja konstantni presjek cijevi. Po konstrukcije se dijele na: Način pravokutnog savijanja cijevi

3.6.1 Savijačice za rotacijsko savijanje

Primjer savijanja inox cijevi

Kod rotacijskog savijanja cijevi cijev se uklješti između profila po kojem se savija i stezaljke (graničnika). Rotacija klizača alata i profila koji datje kut savijanja odvija se oko osi profila. Tlačni držač služi za sprečavanje deformacija koje nastaju zbog radijalnog naprezanja koje nastaje tijakom savijanja i održava jednaki oblik cijevi u zavoju i visoku kvalitetu obrade. Kod cijevi koje ne mogu zadržati oblik ili kod tankostjenih cijevi, jer dolazi do prevelikih deformacija oblika presjeka koriste se trnovi za održavanje unutrašnjeg presjeka. Savijačice se dijele na: - polužne savijačice - zupčaste savijačice - navojne savijačice - hidrauličke savijačice

Savijanje cijevi za izmjenjivač topline

Hladno savinute cijevi

3.6.1.1 Polužne savijačice Poluga je kruto spojena na alat koji je profilni valjak s unutarnjim radijusem jednakim radijusu cijevi za savijanje. Alat se zakreće oko profila, koji također ima unutrašnji radijus profila koji odgovara radijusu cijevi i određuje radijus savijanja cijevi. Kut hladnog savijanja određuje se graničnicima i moguće je savijanje od 360⁰. I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 36

Alatni strojevi I 3.6.1.2 Zupčaste savijačice

Proizvod od savinutih profila

Alati za savijanje

Stolna navojna savijačica

Alati za savijanje

U kučištu se nalazi reduktor sa kaljenim zubima velikog prijenosnog omjera. Okretanjem ručice dolazi do pomaka držača cijevi u kojem je cijev pritegnuta oko profila koji određuje radijus zakrivljenja. Kut zakrivljenja može biti do 180⁰. Promjeri cijevi koje se hladno savijaju je do 40 mm za bakrene, mesingane, aluminijska i čelilne cijevi, dok je za cijevi od nehrđajučeg čelika – inox – promjer do 30mm. Debljina stjenke je za mekše materijale do 3 mm dok je za kruće materijale do 1.5 mm. Standardni radijusi savijanja su 3 – 4 radijusa cijevi. 3.6.1.3 Navojne savijačice Kučište je najčešće od aluminija. U njemu je asinkroni elektromotor koji okreće navojno vreteno. Vreteno potiskuje alat koji savija cijev prema profilu. Bolji modeli su opremljeni mikroprocesorski upravljanim digitalnim uređajem za kontrolu kuta savijanja. Postoji mogućnost memoriranja više različitih programa savijanja. Pogodno je za savijanje: - bakrene cijevi promjer 55 mm i debljine stjenke do 4 mm - aluminijske cijevi D=55 mm i s=5 mm - čelične cijevi promjer 55 mm i debljine stjenke do 3 mm - inox cijevi promjer 45 mm i debljine stjenke do 2 mm - kvadratne cijevi do 50 mm i debljine stjenke do 4 mm Radijusi savijanja su standardni 3 – r radijusa cijevi.

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 37

Alatni strojevi I 3.6.1.4 Hidrauličke savijačice

Princip rada trna za savijanje

Hidrauličke savijačice se koriste za savijanje različitih promjera cijevi od ugljičnih čelika, mekanih čelika, legiranih čelika, nehrđajućih – inox – čelika, aluminija i legura, bakra i legura, mesinga,.... Promjeri koji se savijaju su cijevi okrugle, pravokutne, kvadratne, ovalne, različitih profila, šipke, trake,.. Savijačice su opremljene hidrauličkim pogonom kojim se kontrolira stezanje cijevi, savijanje, pozicioniranje trna s velikom preciznošću (kod savijanja ispod 0.1⁰) Kontrola je pomoću PLC koja može biti poluautomatska ili potpuno automatska, programi se mogu spremati u memoriju (do 200 programa).

3.6.2 Trnovi za savijanje

Žličasti trn

Trn je alat koji se upotrebljava kod hladnog savijanja tankostijenih cijevi da bi se održao kontinuitet presjeka na mjestu zakrivljenosti. Proizvode se prema unutarnjem špresjeku cijevi koja se savija, a prema obliku dijele se na: - cilindrične - žličaste - kuglične - zglobne

Kuglasti trn

Zglobni trn

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 38

Alatni strojevi I 3.6.3 Savijačice za tlačno savijanje Tlačno savijanje je slično rotacijskom. Klizač alata rotira oko nepomičnog profila za koji je stegnuta cijev. Kutlačno savijanjet savijanja je načešće do 90⁰, a može biti i do 180⁰.

Tlačna savijačica

Alat za tlačno sastoji se od vodilice, trna, tlačnog kalupa matrice i alata za savijanje

Savijačica za teške profile ima kučište izrazito čvrste konstrukcije. Standardno je opremljena elektro mehaničkim prigonom koji tlači alat za savijanje. Stazanje cijevi je hidraiuličko. Upravljanje je elektronsko kojim se definira duljina i kut savijanja. Savijačice su opremljene napravama za brzu izmjenu alata. Povrat trna se također može programirati

Alat za tlačno savijanje

Produkti savijanja

Otvoreni alat za savijanje na savijačici

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 39

Alatni strojevi I 3.6.4 Savijačice za savijanje žigom Kod savijanja sa žigom, zaobljeni alat na žigu daje profil – radijus zaobljenja pritiskom na obradak položen na dva oslonca - klizača. Sila savijanja može se ostvariti ručno (polužno) ili korištenjem hidraulike. Kod ove vrste savijanja ne mogu se koristiti trnovi koji se umeću u cijevi pa je ova metoda savijanaj pogodna je samo za debelostjene cijevi i velike radijuse savijanja. Ručna hidraulička 10 tonska savijačica za savijanje žigovima različitih radijusa savijanja

Upravljačka konzola numerički upravljane savijačice

Kučište savijačice je jako dimenzionirano jedinstveni blok kako bi moglo zadovoljiti potrebna naprezanja koja nastaju prilikom savijanja. Radni cilindar u jednoj operaciji savija postavljeni obradak oslonjen na klizačima. Graničnik se može programirati kao i cijeli postupak savijanja te spremiti u memoriju stroja. Numeričko upravljanje strojem omogućuje visoku preciznost savijanja ( do 0,1 mm). Preko numerički upravljanje konzole mogu se precizno regulirati radni tlak, broj koraka, brzina i kutevi savijanja. Veličina obratka – dimenzije , debljina stijenke ovise o snazi stroja te orjentaciji obratka.

Savijačica za savijanje žigovima

Za kvalitetu obrade potreban je i kvalitetan alat te što veći izbor alata.

Savijanje okrugle šipke

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 40

Alatni strojevi I 3.6.5 Savijačice s tri valjka

Vertikalna savijačica s 3 valjka

Horizontalna savijačica s 3 valjka

Horizontalna savijačica za cijevi velikih promjera

Savijanje s 3 profilna valjka se koristi za izradu obradaka s velikim radijusima savijanja. Ova metoda koristi jedan pogonski - radni valjak i dva stacionarna protuvaljka koja rotiraju. Obradak koji prolazi između valjaka postepeno dobiva zaobljenje radijusa koji ovisi o razmaku među valjcima. Strojevi za savijanje cijevi s 3 valjka su robusne čelične konstrukcije koja mora podnijeti velike sile savijanja. Radna pozicija valjaka može biti u horizontalnoj ili vertikalnoj izvedbi. Pogonski valjak je jedan, ali kod velikih strojeva postoje izvedbe sa 2 ili sva 3 pogonska valjke. Kako ne bi došlo do gubitka okretnog momenta na valjcima, hidraulički motori su spojeni direktno preko prigona sa planetarnim zupčanicima. Pogonski valjak se hidraulički pokreće i podešava, digitalno se očitava položaj, određuje brzina rotacije valjka. Sve se može spremiti u memoriju i pozvati po potrebi – numeričko upravljanje alatnim strojem.

Horizontalna savijačica za velike profile

Prema obliku sirovca potrebno je odabrati profil alata

Cijev u zahvatu profilnih valjaka

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 41

Alatni strojevi I

Radijus savijanja, dimenzije obratka i orjentacija obratka ovise o veličini i snazi stroja te ih svaki proizvođač deklarira u podacima o stroju, te je primjer prikazan u tablici.

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 42

Alatni strojevi I

Pitanja 2. 01. Kako se dijele postupci savijanja lima, a time i alatni strojevi? 02. Koji su osnovni dijelovi i kako rade savijačice ta savijanje lima s 3 valjka ? 03. Koji su osnovni dijelovi i kako rade savijačice ta savijanje lima s 4 valjka ? 04. U čemu je razlilka u savijanju na savijačicama s 3 i 4 valjka ? 05. Kakav je položaj valjaka kod savijanja cilindričnih i konusnih plašteva ? 06. Koji su alatni strojevi potrebni za kutno savijanje lima ? 07. Za što se koriste ručne mehaničke preše kod savijanja limova ? 08. Koji su osnovni dijelovi kutnih savijačica limova i kako rade ? 09. Kakvi alati se koriste kod kutnog savijanja lima ? 10. Kako rade hidrauličke savijačice – preše za savijanje lima ? 11. Kakvi alati se koriste kod hidrauličkih preša za savijanje lima ? 12. Koja je prednost specijalnih alata kod savijanja lima ? 13. Koji problemi se pojavljuju kod savijanja cijevi ili profila ? 14. Kako se dijele alatni strojevi za savijanje cijevi i profila ? 15. Kako rade savijačice za rotacijsko savijanje? 16. Kako rade savijačice za tlačno savijanje? 17. Kako rade savijačice za savijanje žigom? 18. Kako rade savijačice za savijanje s 3 valjka? 19. Koji su osnovni dijelovi i princip rada polužnih savijačica ? 20. Koji su osnovni dijelovi i princip rada navojnih savijačica ? 21. Koji su osnovni dijelovi i princip rada zupčastih savijačica ? 22. Koji su osnovni dijelovi i princip rada hidrauličnih savijačica ? 23. Kakvih trnova za savijanje ima i čemu služe ? 24. Kada se mora i kod koji savijačica koristiti trn ? 25. Kakvi se alati koriste kod savijačica s 3 valjka za savijanje cijevi i profila ?

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo 43

ALATNI STROJEVI I 2 . 4 . 18 .

zanimanje 010104 - strojarski tehničar

II. polugodište dipl. ing. strojarstva

Ivo Slade

Alatni strojevi I

1.0

UVOD

Ova skripta je namjenjena učenicima I. tehničke škole TESLA u Zagrebu smjer strojarski tehničar, za lakše praćenje predmeta Alatni strojevi 1. Rađena je u dva dijela, po jedan za svako polugodište. Alatni strojevi su jedan je od stručnih predmeta u programu naobrazbe strojarskih tehničara. Skripta obuhvaća alatne strojeve za obradu bez odvajanja čestica.... Sadržaj skripte je u cijelosti prilagođen okvirnom nastavnom planu i programu predmeta Alatni strojevi za 3. razred strojarskih tehničkih škola. Kako su nastavni sadržaji dosta šloženi, gradivo je podijeljeno u tematske cijeline koje su pak podijeljene u manje podcjeline. Na kraju svake cjeline nalaze se pitanja i zadaci za provjeru usvojenosti sadržaja. Pri izradi ove skripte koristio sam se uglavnom mojim pripremama za predavanja i materijalima – pogotovo slikama, koje sam našao na internetu. Kako slika govori tisuću riječi tako sam nastojao skriptu što više „oslikati“ fotografijama i ilustracijama. Skripta nije komercijalnog karaktera, niti je zamjena za bilo koji udžbenik, već je pomoć mojim učenicima u savladavanju gradiva. Zahvaljujem se svima koji su korisnim savjetima pomogli da se ova skripta izradi. Također ću biti zahvalan i na budući dobronamjernim prijedlozima i savjetima kako poboljšati i osuvremeniti skriptu. Slade Ivo

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

2

Alatni strojevi I

SADRŽAJ 1. Uvod

2

2. Sadržaj II. dijela

3

4. Alatni strojevi za obradu hladno oblikovanje ............................................ 5 4.1 Alatni strojevi za obradu hladnim sabijanjem .................................................... 6 4.2 Alatni strojevi za obradu dubokim utiskivanjem ............................................... 8 4.3 Alatni strojevi za obradu površinskim valjanjem .............................................. 9 4.4 Alatni strojevi za utiskivanje navoja i ozubljivanje ............................................. 11 4.5 Alatni strojevi za pečatiranje ............................................................................... 13 5. Alatni strojevi za provlačenje ................................................................... 14 5.1 Provlačenje cijevi ............................................................................................. 5.2 Matrice ............................................................................................................. 5.2 Provlačilica žice .............................................................................................

14 16 17

6. Alatni strojevi isprešavanje (ekstruziju) ................................................... 19

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

3

Alatni strojevi I

4. Alatni strojevi za hladno oblikovanje

Stroj za izradu čavala

Ulaz žice u alaz za odrezivanje

Postupcima hladnog oblikovanja proizvodi se sitna metalna roba masovne potrošnje. To su različiti vijci, svornjaci, matice, tube, dijelovi aparata i instrumenata, metalni novac, medalje,…….. Karakteristika svih proizvodnih postupaka hladnim oblikovanjem je povećana tvrdoća i čvrstoća deformiranog materijala. Kako ovi postupci zahtjevaju velike tlakove to utječe na vijek trajanja alata i cijenu. Postupci hladnog oblikovanja su: - hladno sabijanje - duboko utiskivanje - površinsko valjanje - utiskivanje navoja i ozubljivanje - pečatiranje Hladno sabijanje Proizvedeni predmeti mogu biti:

Čeljust reže žicu

-

potpuno puni predmeti

-

sa plitkim utisnućem

-

čahurastog ili zdjeličastog oblika

-

pretežno šuplji

Odrezani i formirani šiljak čavla

Prema izgledu predmeta bira se oblik sirovca – šipkasti, odrezak, rondela ili čahura. Sirovac mora biti točnih dimenzija, težine, oblika, jer te karakteristike utječu na točnost dimenzija gotovog proizvoda (otpreska). Umetanje drugog kraja čavla u alat za formiranje glave

Alat (presa) za formiranje glave čavla hladnom deformacijom – sabijanjem

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

4

Alatni strojevi I 4.1 Alatni strojevi za obradu hladnim sabijanjem

Ravnanje zice za proizvodnju vijaka utiskivanjem navoja

Prva faza - rezanje žice na pripremke za izradu vijaka

Najčešće su to mehaničke preše. Strojevi su specifični prema obratku, tj prema vrsti materijala i dimenzijama obratka. Osnovni dijelovi alata za hladne deformacije sabijanjem potpuno punih predmeta na prešama (ili rijeđe batovima) su matrica u koju se postavlja sirovac, žig koji ulazi u matricu i zatvaranjem oblikuje proizvod te izbacivač koji izbacuje proizvod iz matrice. Šupljina zatvorenog kalupa daje oblik gotovog proizvoda. Ako je sirovac premali, neće doći do potpunog ispunjenja kalupnog prostora. Obrnuto, ako je sirovac preveliki, kalupni prostor se ne može u potpunosti zatvoriti. U oba slućaja proizvod je škart. Na slikama je prikazana proizvodnje potpuno punog predmeta - glave čavla i vijka hladnom deformacijom. Postupak izrade glave čavla je jednofazan, dok se pri izradi glave vijka hladnom deformacijom - sabijanjem koriste četiri faze (četiri vrste alata) kako bi se formirala šesterokutna glava.

Kalupi za hladno sabijanje – izrada šesterostrane glave vijka

Druga faza djelomična deformacija buduće glave vijka

Otvoreni kombinirani alat sa četiri faze sabijanja

Treća faza kružna deformacija buduće glave vijka

Četvrta faza – završno formiranje glave vijka

I.tehnička škola TESLA

Zatvoreni alat

Slade Ivo

5

Alatni strojevi I

Različite glave sa plitkim utisnućima

Pretežno šupli predmeti proizvedeni sabijanjem

Zdjeličasti predmeti proizvedeni sabijanjem

Osim alata za hladne deformacije sabijanjem potpuno punih predmeta koriste se složeniji alati koji na žigu mogu imati specifičnu izbočinu kojom proizvode plitka utisnuća u sabijenom proizvodu (npr glave vijka – križne, sa upustom za imbus ključ, zvjezdasti,...) Što je kompliciraniji izgled predmeta to je i zahtjevniji alat kojim se proizvodi. Kod sabijanja pretežno šupljih predmeta alat se sastoji od žiga, protužiga, matrice i izbacivača Kod proizvodnje zdjelastih (ili čahurastih) obradaka alat postaje još složeniji. Matrice su složenog oblika i najčešće su višedjelne. Zig je također složen te u fazama rada može on sam sabijati materijal, ali kod kompliciranih oblika (ispupčenja, oblika, figura ili znakova) može sabijati neki medij koji se širi u svim prvcima kako bi popunio kalupnu šuplinu složene matrice. Također je potrbno imati izbacivač za vađenje obratka iz matrice (kalupa). Alat za proizvodnju aluminijskih tuba iz „tablete“ odnosno iz aluminijske rondele. Shema prikazuje složen alat koji tlači pripremak. Zbog velikog pritiska na rondelu ona počinje izlaziti iz slobodnog prostora između matrice i žiga. Širina prostora definira debljinu stijenke tube. Povratnim kretanjem alata izbacivač skida tubu sa žiga. Svi alati moraju biti izrađeni od visoko lagiranih čalika, pogotovo opterećeni dijelovi alata. Alati se zatim kale, kako bi se povećala tvrdoča alata, a time i dulji vijek trajanja alata

Sirovci za limenke izrađeni sabijanjem na alatu za izradu tuba

I.tehnička škola TESLA

Alatni strojevi su specifični prema postupku ali se svrstavaju u mehaničke preše, hidrauličke preše ili ekscentar batove.

Slade Ivo

6

Alatni strojevi I

Shema starog stroja za izradu lilmenke (tube) Shema načina izrade limenke

Stroj za izradu aluminijskih tuba Moderni stroj za izradu do 250 tuba u minuti

Proizvodi - tube

Postrojenje za izradu tuba

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

7

Alatni strojevi I 4.2 Alatni strojevi za hladno duboko utiskivanje

Dvodjelni kalup za injekciono ubrizgavanje plastike

Duboko utiskivanje je postupak izrade kalupnih šupljina kod prerade polimera, alata za tlačni lijev i gravura u kovačkim ukovnjima. Sastoji se od utiskivanja žiga u kocku relativno mekšeg materijala. Time se dobije negativ specifično oblikovanog alata koji se utiskuje. Na ovaj se način lagano izrađuje gravura, koja ima dobru točnost dimanzija i dobru kvalitetu površine. Postupak je novijeg datuma i zamjenjuje teški i dug postupkom obrade skidanjem čestica. Karakteristika je ovog postupka obrade je vrlo visoki tlak uz vrlo malu brzinu utiskivanja. Zato alat mora biti od vrlo kvalitetnog visokolegiranog čelika, kaljen zbog povečanja tvrdoće. Upotrebljavaju se čelici legirani Cr (kromom), W ( volframom), V (vanadijem), Mo (molibdenom), Ni (niklom). Sila utiskivanja ovisi o velikom broju utjecajnih faktora: - mehaničkim svojstvima materijala trna i matrice - fizikalnim svojstvima materijala trna i matrice - oblicima i dimenzijama uzisnute gravure - zahtjevima za kvalitetu površine - trenju i podmazivanju - uvjetima eksploatacije

Proizvodi hladnog sabijanja

Kod žiga se moraju izbjeći oštri rubovi, nagli prijelazi, velike razlike u površini presjeka zbog kasnijeg kaljenja žiga. Oblikom se mora omogućiti lagano tećenje materijala sirovca, koje se ostvaruje blagim zaobljenjima i malim konicitetom. Brzina utiskivanja žiga ovisi o plastičnom tečenju materijala, dimenzijama i obliku gravure. Kod hladnog utiskivanja se kreće u granicama od 0,1 do 10 mm/min.

Kalup za izradu plastične boce

Iz svih postavljenih uvjeta za hladno utiskivanje optimalni alatni stroj je hidraulička preša sa sporim gibanjem alata te vrlo kratkim hodovima. Izrazito dobro vođenje alata je potrebno kako bi se zadovoljile tražene kvalitete obrade. Potrebno je dobro zaštititi radni prostor, jer zbog velikih sila postoji mogućnost ekslpozivnih lomova alata ili obratka Nove preše imaju elektronsko ograničenje pomaka i sile i fine regulacije brzine rada

Epruveta – pripremak koji se ugrijan umeće u kalup te upuhivanjem vručeg zraka formira u bocu

I.tehnička škola TESLA

Hidraulička preša

Slade Ivo

8

Alatni strojevi I 4.3 Površinsko valjanje Postupak koji poboljšava glatkoću površine, ujednačuje odstupanja od propisanih dimenzija i povećava tvrdoću i čvrstoću površinskog sloja. Glatkoća površine postiže se pomoću spacijalnih tvrdih i glatkih valjaka koji tlače površinu rotirajućeg obratka. Alat (valjak) ostvaruje potreban tlak i obavlja posmak, dok glavno gibanje obavlja obradak upet u alat preko glavnog pogonskog valjka. Površinsko valjanje očvršćuje površinu i slojeve u blizini valjane površine. Na površini se može povećati tvrdoća i do 100%. Shema površinskog valjanja

Površinsko valjanje

Postupak je brz i pogodan masovnoj proizvodnji. Površinska hrapavost se smanjuje sa npr 40µm na samo nekoliko µm.

1 – obradak 2 – pogonski valjak 3 – opruga 4 – radni valjci 5 – noseći valjak

Alat za površinsko valjanje cilindričnog predmeta i postupak površinskog valjanja s alatom upetim u tokarski stroj. Prema obliku valjanje površine potrebno je odabrati odgovarajući oblim alata za površinsko valjanje. Utori obrađeni površinskim valjanjem

Alatni strojevi na kojima se može raditi površinsko valjanje su najčešće univerzalne tokarilice (sa elektronskim očitavanjem koordinata) ili CNC tokarilice. Također postoje i specijalni strojevi namjenjeni isključivo površinskom valjanju.

Specijalni stroj za površinsko valjanje

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

9

Alatni strojevi I Posebna grupa alata za valjanje površine na kojoj se, umjesto zaglađivanja i povećanja tvrdoće, su alati koji ostavljanju specifične gravure. Alati za rovašenje – utiskivanje gravure na valjanu površinu

Rovašenje je postupak hladnog oblikovanja deformacijom najčešće rotacionih obradaka kojim se utiskuje gravura u površinu obratka. Npr. kod obradaka kao što su ručni alati rovašena površina služi za nemogućnost klizanja prstiju po metalnoj površini ili zbog estetskih zahtjeva.

Rovašene površine

Alat može biti s jednim kotačićem ili s dva. Vrsta gravure je jednosmjerna ravna - kosa ili križna za primjenu na metalnim predmetima kojima se ručno rukuje. Gravura nakon rovašenja

Kapica ventila gume bicikla obrađenja rovašenjem

Osim upotrebe rovašenja protiv klizanja metala u ruci kanali koji se dobiju gravuro koriste se kod vijaka za drvo ili mekane materijale kako ne bi mogli proklizavati. Uroti i izbočine se utisnu u obradak i time sprečavaju rotaciju vijaka postevljenih na nepristupačnim mjestima. Rovašenje može imati i dekorativnu svrhu te se kod toga koriste specijalni alati – specijalne gravure na alatu.

Kosa gravura rovašenja

Postupak rovašenja

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

10

Alatni strojevi I 4.4 Utiskivanje navoja i ozubljivanje

Postipak utiskivanja navoja među valjcima

Moguće je samo na materijalima koji se lako daju plastično oblikovati. Profil navoja postiže se utiskivanjem alata koji ima odgovarajuće kalibrirani navoj u prethodno obrađen sirovac. Postupak je brži i ekonomičniji od klasičnog načina urezivanja navoja obradom odvajanjem čestice. Postupak se koristi kod narezivanja navoja u čelik, lake i obojene metale kao aluminij i njegove legure, bakar i legure,... Karakteristike su izrazito velika točnost površine profila, glatkoća, povećana tvrdoća i čvrstoća. Postoje dvije vrste alata: -

Valjci za izradu navoja utiskivanjem

Pripremci i gotovi vijci izrađeni utiskivanjem navoja u čeljustima

Priprema izrade vijka – zakošenje čela vijka

Vijak u zahvatu između čeljusti

I.tehnička škola TESLA

Utiskivanje navoja valjanjem pomoću profilnih valjaka

Profilni valjci se posatve na glavu za utiskivanje navoja. Prema vrsti koraka navoja definira se broj okretaja i sirovac ulazi među valjke. Uvlačenjem sirovca utiskuje se navoj i obradak prolazi kroz valjke.

Smjer rotacije valjaka se može mijenjati kako bi se mogli valjati navoji na pripremcima sa glavom koja ne može proći kroz alat. Pripremak se uvlači do zadane dubine, promjeni se smjer rotacija valjaka i obradak se i počinje vraćati dok ne iziđe iz zahvata s alatom. -

Utiskivanje navoja pomoću ravnih profilnih čeljusti

Sirovac se umeće između dvije čeljusti od kojih je jedna fiksna dok se druga pravocrtno giba i oscilira. U čeljustima je gravura potrebnog koraka navoja. Nepomična čeljust ima tri zone rada ulazni dio radni (kalibrirajući) dio i izlazni dio, Ulazni dio postavi sirovac u pravilan položaj i postepeno ga dovodi u puni zahvat. Radni dio utiskuje puni profil navoja. Izlazni dio postepno izvodi obradak i zahvata. Slade Ivo

11

Alatni strojevi I Alatni strojevi kojima se provodi utiskivanje navoja su kombinacija mehaničkih i hidrauličkih prigona na stroju. Silu potrebnu za utiskivanje navoja u sirovac osigurava hidraulički dio alatnog stroja, dok je rotacija valjaka ili translacija čeljusti izvedena mehanički.

Shema utiskivanja uzdužnog ozubljenja

Presjek glave alata za uzdužno valjane zupčanika

Moderni alatni stroj za klasično valjanje navoja i zupčanika, inkrementno valjanje, sinkrono valjanje, roll doradu te hladno oblikovanje cijevi.

Utiskivanje ozubljenja čelnog zupčanika s ravnim zubima

Stroj za unutarnje valjanje zupčanika i navoja, te izradu konusnih zupčanika.

Utiskivanja ozubljenja čelnog zupčanika s kosim zubima

I.tehnička škola TESLA

Ttansportna traka sa gotovim zupčanicima s utisnutim unutarnjim ozubljenjem

Slade Ivo

12

Alatni strojevi I 4.5 Pečatiranje Ovaj postupak se koristi u proizvodnji metalnog novca, ordenja, medalja, znački. Pečat sa ugraviranim oznakama se utiskuje u prethodno pripremljenu rondelu ili platinu.

Kovanica od 1 kune izrađena pečatiranjem

izraditi do sto kovanica na sat.

Kovanica od 25 kuna izrađena od dvije različite metalne rondele

Kod prvih načina izrade novca ručnim kovanjem alat se sastojao od lica i naličja sa gravurom koji su se postavili u nakovanj i u bat. Između se stavljala pločica id mekšeg materijal te se udarcima čekića oblikovao novčić. Ovaim postupkom se moglo

Alati koju se koriste pri pečatiranju se izrađuju od visokolegiranih čelika koji moraju biti otporni na udarce te izdržati veliki broj otkivaka. Prikazana je gravura žiga lica četvrtine američkog dolara te lice pečatirana otkivka - novčića Gravura za naličje kovanice u držaču alata.

Alatni strojevi koji su se koristili u proizvodnji pečatiranjem ordena, kovanica ili medalja se kreću u velikom rasponu: polužni batovi, mehaničke navojne preše, ekscentar preše, hidrauličke preše,... Stara mehanička ekscentar preša za izradu ordena i kovanica

Moderni računalom upravljani alatni strojevi za pečatiranje Gotove pečatirane kovanice izlaze iz preše

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

13

Alatni strojevi I

5. Alatni strojevi za provlačenje

Princip rada provlačenja

Pogon za provlačenje cijevi

Provlačenje s promjenom oblika

Provlačenje je postupak obrade materijala bez skidanja strugotine koji se koristi u proizvodnji žica, traka, cijevi, šipki. Postupak se koristi uglavnom za promjenu dimenzija (promjera i debljine stijenke), a rjeđe za promjenu oblika. Provlačenje se primjenjuje kada je potrebna glađa površina i točnije dimenzije, ili kada je presjek vrlo mali ili tankih stijenki, te se druge metode na mogu primjenjivati (nerentabilno). Provlačenje se provodi u hladnom stanju, te se samo bešavne boce i čahure provlače u toplom sanju To je proces u kojem metal prolazi kroz jednu ili više matrica. Pri provlačenju mora se voditi računa o: - sili provlačenja - optimalnom obliku provlačenja - stupnju radukcije - brzini provlačenja - vrsti maziva Hladno vučeni proces daje prizvod dimenzijski izrazito precizan i poboljšava čvrstoću. Koristi se za proizvodnju preciznih čeličnih, bakrenih i aluminijskih šipki, žica i traka koje moraju zadovoljiti uske fizikalne i mehaničke specifikacije.

Jednostavne matrice različitih promjera

Složena matrica

Proces provlačenja

5.1 Provlačenje cijevi U proizvodnji cijevi provlačenje služi kao dorada kojom se poboljšava kvaliteta površine, mijenja promjer, povećava ili smanjuje debljina stijenke cijevi……. Postoje 4 načina provlačenja cijevi: - Bez trna - S nepomičnim trnom - S pomimičnim trnom - S slobodnim konusnim umetkom -

Matrica za provlačenje žice

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

14

Alatni strojevi I Proširivanje cijevi Provodi se navlačenjem cijevi preko konusnog trna, povećava se promjer, a smanjuje se debljina stijenke. Ako je potrebno veće proširivanje, postupak se provodi u više operacija sa eventualnim popuštanjem. Proširivanje cijevi navlačenjem

Kod navlačenja cijevi koeficijent trenja je nešto veći nego kod provlačenja gdje je µ = 0,06 – 0,10. Zbog toga je postupak provlačenja potrebno dobro podmazivati. Sredstva za podmazivanje kod provlačenja su: loj, vosak, sapuni, vazelin, vodeno staklo, palmino i repino ulje, maziva ulja, mazut, vapno, grafit, molibden-bisulfit, .... Mehanička provlačilica

Provlačilica s lančanim prigonom

Provlačilica šipki

Provlačilica s hidrauličkim prigonom

Provlačilica za ručno provlačenje profila za bicikle

Automatizirani pogon za istovremeno provlačenje više cijevi

I.tehnička škola TESLA

Provlačilica (klupa) sastoji se od od masivne klupe koja je napravljlena od masivnih čeličnih profila koji tvore kliznu stazu. Na kliznoj stazi se nalaze kolica sa prihvatnicom (kliještima) za vučenje obratka (cijev, šipku). Kolica se kukom zakvače za Gallov lanac koji je u stalnom gibanju. Na prednjem dijelu alatnog stroja se nalazi matrica. Čvrsto je pričvršćena na držač alata koji ima mogučnost i pričvršćenja trna kod provlačenja cijevi. Lančani prigon dobiva pogon od asinkronog motora preko reduktora. Motori su snage 5 – 40 KW. Reduktor (zupčasti prigon) može mijenjati brzine provlačenja koje se kreću od 10 -35 m/min. Dužine provlačenja su 5 – 9 metara Kod visokoproduktivnih provlačilica (hidraulički prigon) može se istovremeno provlačiti više obradaka, automatizirana je dobava sirovaca i odvoz gotovih proizvoda posebnim transportnim sustavima.

Slade Ivo

15

Alatni strojevi I

5.2 Matrice Matrice za hladno provlačenje izrađuju se od alatnih čelika, tvrdih metala, čak i od dijamanta. Sastoje se od ulaznog dijela, dijela za kalibriranje (svijetlog dijela) te izlaznog dijela. Razlilčite matrice za provlačenje okruglih profila

Matrice složenog oblika

Ulazni konusni dio – grlo - služi za uvođenje obratka te za smještaj maziva. Svrha podmazivanja je smanjenje trenja pri redukciji presjeka i prema tome potrebne sile provlačenja. Sila također ovisi o kutu ulaznog dijela matrice. Optimalni kut je od 3⁰ do 8⁰ bez obzira od kojeg je materijala matrica napravljena. Koeficijenti trenja su (približno): - pri provlačenju čeličnih šipkastih materijala µ = 0.05 - pri provlačenju traka od lakih materijala µ < 0.05 - pri provlačenju cijevi s trnom µ = 0.06 – 0.1 Kako lakoća provlačenja, vijek trajanja alata i stroja, kaliteta površine ovise o mazivu za podmazivanje se koriste: loj, vosak, vazelin, vodeno staklo, palmino i repino ulje, maziva ulja, mazut, vapno, grafit, molibden-bisulfit, .... Dio za kalibriranje – svijetli dio daje dimenziju i oblik vučenog proizvoda

Matrica za provlačenje bakrene žice

Izlazni dio služi za postepeno oslobađanje alata od obratka uz zadržavanje postignutog oblika i dimenzije. Provlačenje može biti jednofazno ili višefazno kod većih redukcija. Nakon cca 70% redukcije materijal je potrbno termički obraditi, ako se zahtjeva daljnja redukcija

Matrice različitih promjera za provlačenje čeličnih žica

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

16

Alatni strojevi I

5.3 Provlačilica žice Provlačilica za žicu i materijale sitnog presjeka koji se lako motaju, sastoji se od držača matrice postavljenog na masivno postolje radnog stola i od bubnja za namatanje na radnom stolu. Žica prolazi kroz matricu i namata se na bubanj. Bubanj se pokreče trofaznim asinkronim elektromotorom preko zupčastog prigona koji ima mogućnost odabira brzine rotacije. Ako je potrebna višestruka redukcija presjeka žice tada se koriste redne provlačilice. Jednostruka provlačilica žice

Provlačillica žice sa višestrukom redukcijom presjeka

Kod rednih provlačillica kontinuirano se obavlja redukcija presjeka kroz više matrica preko više bubnjeva. Ovdje se obično radi s jedim elektromotornim pogonom i reduktorom koji pogoni sve bubnjeve odjednom. Svaki bubanj ima svoj zupčani par kojim se reguliraju brzine provlačenja i sinkroniziraju s ostalim bubnjevima. To je tzv postupak mokrog provlačenja sa klizanjem žice. Kod postupka bez klizanja žice svaki bubanj ima svoj pogon i prigon.

Bubanj s namotanom žicom

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

17

Alatni strojevi I

6. Isprešavanje (Ekstruzija) Isprešavanje ili ekstruzija služe u proizvodnji raznovrsnih profila, šipki, traka, cijevi konstantnog presjeka od lakih i obojenih metala te mekih čelika (ekstruzijom se proizvode i plastični i keramički proizvodi te proizvodi u prehrambenoj industriji). Proizvodi ekstruzije

Najveće prednosti su: mogučnost priozvodnje profila najsloženijih oblika te odlično stanje površine gotovog proizvoda. Gotovi proizvod može biti: - kontinuirani (teoretski beskonačno dugi proizvod) ili - polukontinuirani (proizvodnja rezanih/kraćih predmeta). Proizvodi se koriste u građevinskoj industriji, industriji namještaja, kućanskih aparata, industriji vozila, elektroindustriji, ... Povijest ekstruzije kreće od 1797. godine kada je Josip Bramah patentirao prvi proces ekstruzije za izradu cijevi. Ekstruzija može biti hladna ili topla.

Prednja strana matrice (izlaz)

Stražnja strana matrice (ulaz)

Ekstruzija u toplom stanju Topla ekstruzija se radi na povišenoj temperaturi kako bi se materijal lakše gurnuo kroz matricu. Većina vrućih preša su horizontalne hidrauličke preše koje rade od 250 do 12.000 tona. Pritisci su u rasponu od 30-700 Mpa, te je potrebno podmazivanje (ulje ili grafit za niže temperature ili staklena prašina za više temperature ekstrudiranja). Najveći nedostatak ovog procesa je visoki trošak za strojeve i održavanje.

Punjenje kontejnera za ekstruziju u toplom stanju

Forma u matrici gledano s izlazne strane prema ulaznoj

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

18

Alatni strojevi I Ekstruzija u hladnom stanju Hladno istiskivanje se obavlja na sobnoj ili blizu sobne temperature. Prednosti ovog načina ekstruzije su: nema oksidacije materijala, veća čvrstoća gotovog proizvoda, uže tolerancije, dobro stanje površine i veće brzine ekstrudiranja. Materijali koji se hladno ekstrudiraju su: olovo, kositar, aluminij, bakar, cirkonij, titan, molibden, berilij, vanadij, niobij, i čelik. Matrica za ekstruziju

Priprema za punjenje kontejnera za ekstruziju u hladnom stanju

Jednostavna matrica za ekstruziju i gotovi proizvod

Primjeri proizvoda proizvedenih ovim procesom su: cijevi, aparat za gašenje, cilindri amortizera, klipovi, zupčanici,... Podjela ekstruzije Kod ekstruzije postoje različite varijacija u opremi. U osnovi se razlikuju po slijedećim obilježjima:

Shema ekstruzije kroz složenu matricu za izradu okrugle cijevi

Prema načinu kretanja alata i obratka ekstruzija može biti direktna ili indirektna .

Složena matrica za ekstruziju proizvoda kompliciranog presjeka (rastavljana)

Kod direktne (ili izravne) ekstruzije metal izlazi u pravcu tlačenja klipa, dok je kod indirektne (ili neizravne) smjer izlaza materijala u suprotnom pravcu od smjera gibanje klipa kod tlačenja tablete. Indirektna ekstruzija zahtjeva manje sile tlačenja, jer nema tolikog trenja između tablete i stijenke kontejnera.

Postrojenje za ekstruziju

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

19

Alatni strojevi I Prema položaju klipa ekstruzija se može obaviti na horizontalnim ili vertikalnim prešama

Slaganje složene matrice (1. dio) u kontejneru

Horizontalna hidraulička ekstruzijska preša ma najširu primjenu. Vrsta pogona može biti hidraulički ili mehanički. Shematski je prikazana funkcija pojedinih sklopova kod hidrauličke horizontalne ekstruzijske preše. Slaganje složene matrice (2. dio) u kontejneru

Montaža držača alata

Jedan ili dva navojna hidraulička motora osiguravaju potrebni tlak u hidraulilčkoj instalaciji. Dvoradni cilindar tlaču klip koji potiskuje tabletu u kontejneru te istiskuje materijal kroz matricu.

Presjek kontejnera s matricom i tabletom

Ekstruzija cijevi kroz složenu matricu

I.tehnička škola TESLA

650 tonska hidraulička preša

1250 tonska hidraulička preša za ekstruziju aluminija

Slade Ivo

20

Alatni strojevi I Shematski prikaz ekstruzije na vertiklanim prešama: direktni i indirektni

Umetanje tablete u kontejner

Mehaničke preše koriste koljenasti prigon za pogon klipa. Kako je kod mehaničkih preša sila tlačenja klipa manja nego kod hidrauličkih, tako je i tableta koja se ekstrudira manjih dimenzija. Također se mahaničke ekstruzijske preše koriste za hladnu ekstruziju. Tlačenje tablete u kontejneru

Koljenasti prigon preše za hladnu ekstruziju

Matrice Najviše se upotrebljvaju jednostavne (jednodijelne) matrice ravnog oblika sa oštrim ili neznatno zaobljenim ulaznim bridom, te visinom vrata od 3 do 6 mm, koji je ujedno i kalibracijski pojas. Konični oblik matrice olakšava dotok materijala iz kutova kontejnera Matrija za izradu matrica je legirani čelik otporan na visoke temperature npr.: čelik legiran s Cr, Mo, W, V kromom, molibdenom, wolframom i vanadijem. Kod složenih matrica (matrica sastavljenih od više dijelova sa složenim prolazom materijala među njima) oblikuje se unutarnji profil. Takoper se unutarnji profil može oblikovati pomičnim trnom ili trnom koji je dio kombinirane matrice

Gravure u matricama

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

21

Alatni strojevi I

6.1

Pitanja

1. Što je obrada hladnom deformacijom i kako se dijeli ? 2. Što je hladno sabijanje ? 3. Kakvi predmeti se proizvode hladnim sabijanjem ? 4. Kakko se dijele strojevi za hladno sabiijanje ? 5. Koji je princip rada stroja za hladno sabijanje ? 6. Kako se dijele alati za hladno sabijanje ? 7. U koje se strojeve svrsavaju specifični strojevi za hladno sabijanje ? 8. Što je duboko utiskivanje ? 9. Na kojim alatnim strojevima se obavlja duboko utiskivanje ? 10. Koje karakteristike mora imati alatni stroj za duboko utiskivanje ? 11. Koji su razlozi, prednosti i nedostaci dubokog utiskivanja ? 12. Što je površinsko valjanje ? 13. Koji su strojevi za površinsko valjanje ? 14. Kako izgleda alat za površinsko valjanje ? 15. Koje vrste površinskog valjanja se primjenjuju ? 16. Što je rovašenje i čemu služi ? 17. Na kojim strojevima se obavlja rovašenje i koji se alati koriste ? 18. Objasniti vrste utiskivanja navoja i strojave na kojima se postupak obavlja ? 19. Kako se sve može utisnuti ozubljenje prema stroju na kojem se radi ? 20. Što je pečatiranje ? 21. Koje karakteristike mora imati sirovac kod pečatiranja ? 22. Koji se alatni strojevi koriste kod pečatiranja ? 23. Objasniti osnovne karakteristike obrade hladnom deformacijom ? 24. Koje karakteristike dobije obradak proizveden hladnom deformacijom ? 25. Koje karakteristike mora imati sirovac kod obrade hladnom deformacijom ? 26. Što je i čemu služi provlačenje ? 27. Kako se dijeli provlačenje ? 28. Koji se strojevi koriste kod provlačenja šipki, cijevi, profila ? 29. Koji se strojevi koriste kod provlačenja žica i tankih traka ? 30. Kakve se matrice koriste kod provlačenja ? 31. Koji su faktori koji utječu na provlačenje ? 32. Što je ekstruzija (provlačenje) ? 33. Kako se sve može podijelilti isprešavanje ? 34. Kako se dijele matrice kod ekstruzije ? 35. Kako se dijele alatni strojevi za isprešavanje ?

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

22

Alatni strojevi I

7. Lemljenje Lemljenje je postupak spajanja metalnih dijelova trećim lemom - koji ima niže talište od metalnih dijelova koji se spajaju. Postupak se može obavit ručno ili strojno. Spajanje se ostvaruje difuzijom lema u površine metala dijelova koji se spajaju (leme). Shema mekog lemljenja u elektrotehnici

Postupak lemljenja 1. Mjesto spajanja potrebno je odmastiti i dobro očistiti od oksida. Za to služe različiti predčistači (talila, čistači) kao solna kiselina, fosforna kiselina, cinkklorid, borna kiselina, te različiti prašci za lemljenje, paste za lemljenje…

Ručno meko lemljenje Cinol pasta za meko i pasta za tvrdo lemljenje

Zagrijani lem se širi kao tekućina i pri tome ulazi u sve pore osnovnog materijala – dobro natapa materijal. Pri tome značajnu ulogu imalu takozvana talila (otapala, čistači, predčistači). Njihova svrha je da pripreme površinu (otapanje oksida) za što bolje prihvaćanje rastaljenog lema. Talište im je niže od tališta lema, a kad dođe lem on ih istiskuje i zauzima njihovo mjesto. Zato se mora predvidjeti o osigurati slobodno otjecanje talila sa mjesta spajanja pri nailasku lema Tekučina za meko lemljenje

Prah za lemljenje

Stearinski štapić za lemljenje

2. Na očišćeno mjesto nanosi se rastaljeni lem. Što je rastaljeni lem rijeđi to bolje prijanja uz materijal koji lemimo - bolja je kapilarnost i bolje ispunjava raspore. Nanošenje lema kod tvrdog lemljenja

3. Postupno hlađenje I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

Nanošenje lema kod mekog lemljenja

23

Alatni strojevi I Lemljenje se može podijeliti na više načina Najčešća podjela lemljenja je prema temperaturi potrebnoj za taljenje lema i dijelil se u: - meko lemljenje ( do 450⁰C) i - tvrdo lemljenje (od 450 - 900⁰C) - visokotemperaturno iznad 900⁰C Shema mekog lemljenja u elektrotehnici

Ručna lemilica za meko lemljenje

Ručna lemilica za meko lemljenje sa regulacijom temperature od 150⁰C do 450⁰C

Prema vrsti atmosfere Zrak Zaštitna okolina (plin, tekučina) Vakuum Prema obliku spoja Čeono Preklopno L spoj T spoj Sa zakošenjem Stepeničasto Nalemljivanjem Ulemljivanjem Prema načinu zagrijavanja Lemilicom Plinskim plamenom Uranjanjem u kupke U pećima (plinskim, na tekuća goriva, električnim) Indukcijsko Elektrotporno Infracrveno Laseraski Alati za lemljenje Kako se postupak lemljenja lako može automatizirati, osim ručnog lemljenja postoje i rezličite vrste strojnih lemljenja.

Pištolj za tvrdo lemljenje snage 300W za temperature do 600⁰C

Pištolj na vruči zrak za lemljenje

I.tehnička škola TESLA

- Ručna električna lemilica za meko lemljenje najčešće se primjenjuje za lemljenja u elektrotehnici. Ima ravni ili savinuti vrh nastavka za lemljenj, zakošen ili šiljasti, kojim se lemi. Materijal nastavka je bakar ili njegove legure, presvučen niklom. Koriste napon od 220V dok su im snage od 15 – 200W. Lemilica se zagrije i održava postavlljenu temperaturu koja se ne može mijenjati. Ovisi o termoprekidaču. - Ručna lemilica za meko lemljenje sa regulacijom temperature (lemna stanica) ima elektroniku koja omogućuje odeabir temperature te njeno održavanje u zadanim granicama. Temperaturni raspon je u granicama od 100 – 450⁰C. Napon na stanici je 220V dok je napon na ručki 24V, a snaga se kreće od 20 - 50W. Slade Ivo

24

Alatni strojevi I

- Kod industrijskih stanica za lemljenje snaga je i preko 250W, Napon ručke je do 12V.

Plinska lemilica na „kartuše“

Male plinske lemilice

- Pištolji za lemljenje su posebno sigurni alati koji vrlo brzo postižu radnu temperaturu potrebnu za lemljenje i održavaju temperaturu dok je prekidač uključen. Čim se prekidač isključi lemilica se hladi i nema opasnosti od ozljeda. Pištolji mogu biti manjh snaga (od 100W i više) za meko lemljenje, ali postoje izvedbe većih snaga (300W i više) za tvrda lemljenja. Time su veliki i temperaturni okviri u kojima oni pištolji rade. - Pištolji na vruči zrak (fenovi) se također koriste kod lemljenja. Snaga im je od 1000W na više. Ispuhuju zrak temperature od 100 - 550⁰C, ali izrađuju se pištolji koji mogu zagrijati mlaz zraka do 800⁰C. Strujanjem vručeg zraka zagrijavaju osnovni materijal, tale lem i omogučuju kvalitetno lemljnje. Nedostatak im je da nisu pogodni na mjestima na kojima je potrebno dovesti toplinu na mali radni prostor. Plinske lemilice najčešće koriste propan, butan ili acetilen kao gorivo potrebno za dobivanje topline za taljenje lema.

Pištolj za plinsko lemljenje bakra, mesinga i aluminija.

Lemilica na kartuše ima „nepomičan“ plamen koji se pali vanjskim upaljačem. Neki modeli imaju piezo električni upaljač ugrađen u plamenik. „Kartuša“ (spremnik plina) se pričvrsti u lemilicu. Trajanje lemljenja je ovisno o veličini spremnika i potrebnoj količini topline. Kod manjih modela 15-ak minuta do modela koji se spajaju na plinsku bocu i traju satima.

Nastavci kod lemilica na plin

Plinska lemilica sa gumenom cijevi koja se spaja na plinsku bocu.

Plinski pištoli koji se spajaju na plinsku bocu mogu mijenjati nastavke kojima se olakšava lemljenje. Tu spadaju različiti čekići, zaštitnici za vjetar, plamenici i usmjerivači plamena: I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

25

Alatni strojevi I

- Plinski pištolji za lemljenje s kružnim plamenikom za lemljenje cijevi

Kupka za meko lemljenje sa regulacijom temperature

- Plinski pištolj za lemljenje s čekićem za lemljenje olova Plinske lemilice mogu meko i tvrdo lemiti. Lemililce koje koriste acetilen imaju temperaturu plamena do 2500⁰C.

Priprema zavojnica za lemljenje poranavanje izvoda

Oprema plinskih lemilica

Iznad kupke

Strojno lemljenje se korisi u serijskoj i masovnoj proizvodnji

Lemljenje „umakanjem“ zavojnica u kupku

Podjela strojnog lemljenja je prema načinu na koji se lem nanosi. Kod mekoh lemljenja najjednostavniju strojevi su kupke. Kupka je opremljena grijačima koji rastale lem te regulacijskom elektronikom koja održava potrebnu temperaturu. Strojevi za lemljenje mogu biti - Protočni strojevi (transportni sustav) sa postupkom umakanja. - Strojevi sa valnim (zavjesnim) postupkom. - Strojevi za selektivno lemljenje - Tuneli za lemljenje

Transportna traka s pločama koje se meko leme

Sustav transportnih traka sa postupkom lemljenja umakanjem

Predgrijavanje

I.tehnička škola TESLA

Svi elementi moraju biti postavljeni na ploču koja je na transportnoj traci. Traka vodi elemente unaprijed definiranom brzinom kroz stroj, odnosno kroz postupak lemljenja. Pločica prolazi kroz faze pripreme, Slade Ivo

26

Alatni strojevi I predgrijavanja, zagrijavanja te uranjanja u rastaljeni lem. Nivo rastaljenog lema u kupki mora biti konstantan. Po izlazu iz kupke lem se hladi. Zatim se zalemljeni elementi brusi kako bi svi spojevi bili iste visine. Lemljenje se, isto tako, može obaviti u zaštitnoj atmosferi. Cijeli proces je elektronski nadziran i kontroliran i može se utjecati na sve faktore lemljenja. Strojevi sa valnim lemljenjem Približavanje glave s rastaljenim lemom radnom elementu kod selektivnog lemljenja

Postupak je isti kao i prethodni, ali elementi se ne umaču u kupku. Umjesto toga u kupki je bubanj koji lagano rotira i prito na sebe veže rastaljeni lem te ga podiže i prebacuje u drugi dio kupke. Sloj lema na bubnju je dovoljne debljine da se prihvati na nailazeće elemente (metalne nožice komponenti na ploči) ze se kapilarnim efektom uvlači u međuprostor. Lem se zatim brzo hladi te se nastavlja postupak isto kao u prethodnom lemljenju

Lemljenje nožica

Val na bubnju

Alatni strojevi za selektivno lemljenje Zalemljene komponente na pločici

Multi-yet je sistem mlaznica u tunelskoj peči koji uvodi vruči zrak po cijelom prostoru peći

Transportna trak (lanac) prolazi iznad mlaznica. Na traci su odstojnici nakoje se postavlja radni element

I.tehnička škola TESLA

Kod selektivnog lemljenja glava alatnog stroja provodi žicu lema i na vrhu ga rastali i održava potrebnu temperaturu. Zbog površinske napetosti kapljica ostaje priljubljena za vrh radne glave stroja. Rastaljlena kapljica lema se dovodi do elementa , dodiruje se metalna nožica elementa te zbog kapilarnog efekta povuće se potrebna količina lema u međuprostor . Glava s kapljicom klizi dalje do slijedeče metalne nožice i postupak se ponavlja. Stroj ima temperaturno reguliranu glavu, koja se može pomicati po prostoru. Prostorno pomicanje se kontrolira numeričkim upravljanjem (CNC). Unešeni program definira koordinate u koje mora doći glava da bi se obavilo lemljenje.

Slade Ivo

27

Alatni strojevi I

Tuneli za lemljenje

Zagrijani obradak i infra crvenoj peći

Za razliku od strojeva gdje elementi moraju doću u kontakt s rastaljenim lemom, u tunelima lem prolazi zajedno s elementima, postepeno se zagrijava kao i element, talil se, ispunjava međuprostor, izlazi iz peći, hladi se i postupak time završava

Pohled u tunelsku plinsku peć

Prolazna – tunelska peć za lemljenje vručim zrakom u zaštitnoj atmosferi s plinom (dušikom)

Infracreno lemljenje

Peć je opremljena transportnom trakom na koji se stavljanj elementi sa nanesenim talilom te se postavi lem. Prema veličini elemenata definira se brzina trake i temperatura u peći. Dio gdje se postiže temeratura lemljenja može se dodatno zaštititi (atmosfera ispunjena dušikom) od utjecaja okoline. Ciijeli proces se kontrolira računalom Izvor topline može biti elektrogrijač, ali peč mora imati više ventilatora koji podjednako raspoređuju toplinu. Infracrvena tunelska peć za tvrdo lemljenje

Elektromagnetska indukcijska kupka

Indukcijsko lemljenje pojedinačnih Proizvoda gdje se obradak umeće u induktor i zagrijava

Kroz peć prolazi transportni sustav koji provodi elemente kroz sekciju za predgrijanje, grijanje, hlađenje. Ovakve tunelske peći mogu postizati temperature do 900⁰C te su pododne i za druge termičke obrade (popuštanje, normalizaciju, žarenje) Infracrveno zračenje je zračenje u valnim dužinama od vidljive crvene svjetlosti do duljine radiovalova (od približno 750 nm (nanometar = 1·10−9 m) do 3 mm. Te valove emitiraju zagrijana tijela i neke molekule kada se nađu u pobuđenom stanju.

Indukcijska peć za lemljenje

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

28

Alatni strojevi I

Stolni uređaj za elektro otporno lemljenje

Postupak elektrootpornog lemljenja

Indukcijsko lemljenje je bezkontaktno zagrijavanje elemenata do temperature taljenja lema. Postupak može biti za pojedinačnu ili za serijsku proizvodnju. Bazira se na brzoj promjeni jakosti magnetskog polja koje se inducira u zavojnici. Zbog promjene magnetskog polja, u materijalu koji se u njemu nalazi dolazi do pojave otpora koji se pretvara u toplinu. Zato alatni stroj za indukcijsko lemljenje mora biti opremljen s: - uređaj za davanje srednje (od 1 do 10 kHz) ili visoke ( 0,1 – 5 MHz) frekvencije - transformatorom - induktorom, te - sistem za hlađenje induktora i uređaja Indukcijom se zagrijavaju kupke, pojedinačni predmet ili peći (indukcijske ormare ili tunelske).

Elektro otporno lemljenje se koristi kod lemljenja spiralnih svrdala s pločicama od tvrdog metala. Elektrootporno lemljenje

Princip lemljenja laserom

I.tehnička škola TESLA

Toplinu potrebnu za taljenje lema stvara tranutni prolazak vrlo jake struje (A) kroz materijal. Za taj efekt potrbna se tri faktora: - Specijalni transformator koji može generirati struju velike jakosti - Zatvoren strujni krug kroz obradak - Materijal koji pruža električni otpor Stroj za elektrootporno zavarivanje mora biti opremljen kliještima koja stisnu predmet sa umetnutim lemom, uređajem za određivanje snage lemljenja te uređajem za određivanje vremena lemljenja. Postupak je brz, zagrijava se samo mjesto lemljenja, kliješta se brzo hlade i mogu se odmah premještati, lao se preuređuju u lemilice za posebne primjene, pohodno za lemljenje u uskim, malim prostorima, štede energiju,...

Slade Ivo

29

Alatni strojevi I

SCARA robot za lemljenje

Postrojenje za dobivanje struje za elektrootporna zagrijavanja

Lemljenje laserom

Portalni robot za lemljenje

Laserski snop ima precizno usmjerenje prema točki koja se lemi i tali samo lem bez razaranja osnovnog materijala. Vrlo kratko se zagrijava, brzo hladi i daje optimalne rezultate lemljenja. Koristi se kod sekvencionalnog lemljenja te kod primjene robota za lemljenje.

Glava aparata za lasersko lemljenje

Laserska stanica za lemljenje „Robotska ruka“ za lemljenje

Prikazane vrste lemljenja, a time i strojevi za lemljenje mogu se također sistematizirati i prema načinu nanošenja lema: kontinuirano taljenjem, sekvencionalno i umakanjem,

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

30

Alatni strojevi I

7.1

Pitanja

1. Što je lemljenje ? 2. Objasniti postupak lemljenja. 3. Što su talila i čemu služe ? 4. Kako se sve može podjeliti lemljenje ? 5. Objasniti podjelu prema načinu zagrijavanja ? 6. Kakvih ima ručnih lemilica ? 7. Objasniti vrste električnih ručnih lemilica. 8. Objasniti lemilicde na vruči zrak. 9. Objasniti plinske lemilice. 10. Kako se dijela strojne lemilice ? 11. Objasniti lemljenje u kupki 12. Koji su osnovni dijelovi stroja za lemljenje u kupki ? 13. Što je lemljenje umakanjem ? 14. Koja je razlika između lemljenja u kupli i valnog lemljenja ? 15. Pbjasniti osnovne dijelove stroja za valno lemljenje 16. Kakvo je selektivno lemljenje ? 17. Kojim strojem se obavlja selektivno lemljenja (osnovni dijelovi dtroja) 18. Objasniti tunelske peći za lemljenje. 19. Koja je razlika u lemljenju vručim zrakom u tunelskoj peći od infracrvene peći ? 20. Što je indukcijsko lemljenje ? 21. Koji sklopove mora imati stroj za indukcijsko lemljenje ? 22. Objasniti kao radi stroj za elektrootporno lemljenje ? 23. Koji su dijelovi stroja za elektrootporno lemljenje ? 24. Objasniti lemljenje laserom i gdje se koristi 25. Od kojih sklopova je sastavljen stroj za lasersko lemljenje ?

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

31

Alatni strojevi I

8. Alatni strojevi za zavarivanje

Primjeri zavarivanja

Zavarivanje je spajanje materijala u homogenu cjelinu zagrijavanjem rubnih dijelova do omekšavanja ili čak do rastaljivanja. Postupak može biti proveden uz primjenu pritiska ili bez pritiska. Hlađenjem naterijala na mjestu spajanja - zavarivanja dobiva se jedan dio umjesto prethodna dva (ili više). Mjesto spoja nazivamo šav zavara. Kod kvalitetno provedenog postupka zavarivanja, šav se po svojim mehaničkim karakteristikama jako malo razlikuje od materijala koji se spaja. Prema upotrebi postupka razlikuju sa dva – zavarivanje i navarivanje. Zavarivanje je spajanje uz dodavanje nekog „dodatnog“ materijali ili bez njega. Navarivanje je nanošenje dodatnog materijala na određenu površinu zbog postizanja traženih dimenzija ili svojstava materijala. Postupak zavarivanja se može provesti različitim tehnikama te se prema tome dijele i alatni strojevi za zavarivanje

Primjeri navarivanja

Snimka navarenog spoja

Podjela postupaka za zavarivanje na slijedeči način: - Zavarivanje pritiskom - Zavarivanje taljenjem 8.1 Zavarivanje pritiskom Kovačko zavarivanje Hladno zavarivanje Zavarivanje trenjem Zavarivanje eksplozijom Zavarivanje visokofrekventnom strujom Indukcijsko zavarivanje Zavarivanje difuzijom 8.1.1 Kovačko zavarivanje je ručni postupak koji se najčešće odvija na nakovnju i kuje čekičem. Moguće je kovački zavariti i na alatnom stroju - batu. Nakon zagrijavanja u kovačkoj vatri osnovni materijal se postavi u predviđeni položaj. Tada se udarcima čekiča rukom ili batom sabijaju površine toliko dugo dok se ne spoje u nerastavljivi spoj – zavare.

Šav zaverenog spoja

Kovačko zavarivanje

Idealni i realni zavareni spoj

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

32

Alatni strojevi I 8.1.2 Hladno zavarivanje je postupak spajanja obojenih metala i njihovih legura, bez dovođenja topline.

Hladno zavareni spoj

Hladno zavareni predmeti

Ručne „škare“ za hladno zavarivanje sa različitim čeljustima

Hladno se najčešće zavaruju okrugli dijelovi žica i šipki, različitih materijala, i različitih veličina. Mjesto zavarivanja – šav kod hladnog zavarivanja je obično jači od matičnog materijala i ima iste električne karakteristike. Kod drugih vrsta zavarivanja mjesto zavarivanja se mora pripremiti –očistiti od oksida, masnoća, ulja, kemikalija,... Kod hladnog zavarivanja pripreme su nepotrebne, jer se koristi tzv. prevrnuta tehnika. Materijal se tlači jedan na drugi te dolazi do klizanja materijala. Prvi slojevi koji se dodirnu poteku te dolaze slijedeči slojevi materijala. Mjesto spoja je obloženo naslagama plastično tečenog materijala. Stroj za hladno zavarivanje ima čeljusti koje najprije ravnaju žicu, zatim ju uvode u dio za „zavarivanje“ gdje se pod velikim pritiskom dvije strane osnovnog materijal tlače jedna na drugu Hladno zavarivanje se može izvršiti na ručnom alatima za hladno zavarivanje, stolnim, prijenosnim ili velikim alatnim strojevima sa automatiziranom kontrolom cijelog procesa zavarivanja.

Stolni aparat za hladno zavarivanje

Čeljusti za hladno zavarivanje

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

33

Alatni strojevi I 8.1.3 Zavarivanje trenjem je postupak spajanja metala bez dovođenja topline rotacijom i translacijom obradaka.

Zavarivanje osovine turbine

Zavarivanje trenjem ravne površine

Alatni stroj za zavarivanje trenjem

Princip zavarivanja trenjem ravnih površina Specijalna glava zagrijava osnovni materijal, tlaču ga i spaja, a sama ne sudjeluje u procesu spajanja. Materijal zavarivanja najčešće

aluminij

I.tehnička škola TESLA

Obradk se upinje u glavu stroja koja se giba rotacijski. Drugi obradak se upinje u stacionarnu čeljust koja se može gibati samo translacijski u smjeru osi rotacije Predmeti se približe. Zbog međusobnog klizanja, rotacijom jednog obratka po drugom, između obradaka dolazi do trenja i razvijanja visoke temperature koja je dovoljna

da se dodirne površine zažare i počnu taliti. Nastavljanjem procesa i dalje jedan obradak rotira, a drugi tlači u rotirajuči Područje zagrijavanja do taljenja se povećava i dobije se kvalitetan zavareni proizvod bez dovođenja topline Alatni strojevi za zavarivanje trenjem rotirajučih obradaka opremljeni su rotirajućom glavom za prihvat obratka te stegom za prihvat obratka koja se može translatorno gibati. U usporedbi sa ostalim strojevima najsličniji su tokarilicama. Mogu imati ručno upravljanje, biti automatizirani ili se može cijeli proces nadgledati pomoću računala.

Kod zavarivanja trenjem ravnih predmeta koristi se posebna glava koja trenjem s aluminijskim obratkom razvija visoku temperaturu rubovima osnovnog materijala, ali se ne

(ne tali ih) na spaja. Postupak je razvijen 90-ih godina 20-og stoljeća. Slade Ivo

34

Alatni strojevi I 8.1.4 Zavarivanje eksplozijom je postupak spajanja metala površinskim zavarivanjem raznorodnih limova. Najčešće se na deblji lim privaruje kvalitetniji tanji lim koji ima bolja svojstva (nerđajuči čelik, bakar, titan, srebro,….). Postupak zavarivanja se odvija u sigurnosnim područjima (na otvorenom, u rudnicima, tunelima) kako ne bi bilo opasnosti za okolinu os eksplozije. Limovi koje je potrebno zavariti postave se jedan iznad drugog na udaljenodti 2 - 3 mm pod kutom od 2⁰ - 7⁰. Na gornji lim se postavi industrijski eksploziv. Princip zavarivanja eksplozijom

Postavljanje eksploziva

Postavljanje ploča

U jedan kut se postavi detonator i aktivira se eksplozija. Pri eksploziji se ostvaruje u kratkom vremenu pritisak od nekoliko tisuća atmosfera, koji pritisne gornji lim na donji, istiskuje zrak među limovima, idealno očisti površine spoja, koje se zatim plastično deformiraju i spoje djelomično sidrenjem, djelomično difuzijom.

Simulacija eksplozije

Postavljanje eksploziva

Ovisno o debljini lima koji se navaruje ovisi i kvaliteta eksploziva (brzina kojom se eksplozija širi) i količina eksploziva. Za deblje limove navarivanja treba puno više jačeg eksploziva. Time se definira pritisak i potrebna brzina zavarivanja.

Postavljanje detonatora

Presjek zavarenog spoja eksplozijom

Simulacija eksplozije

I.tehnička škola TESLA

Zavarivanje na otvorenom

Slade Ivo

35

Alatni strojevi I

Princip visokofrekventnog zavarivanja

VF zavarivanje cijevi

8.1.5 Zavarivanje visokofrekventnom strujom je postupak spajanja metala pomoću visokih elektromagnetskih frekvencija. Osnovni materijal se postavi u potreban međusobni položaj te se kroz njega pušta struja visoke frekvencije (27.12 MHz) Istovremeni se spoj tlači. Generator proizvodi potrebnu VF-elektromagnetsku energiju. Alat – elektroda preuzima energiju koju predaje osnovnom materijalu u zahvatu i dodatno tlači osnovni materijal. VF energija uzrokuje pokretanje molekula u materijalu što ima za posljedicu grijanje i omekšanje materijala. Nema dodavanja topline iz nekog drugog izvora, jer je nepotrebna. Toplina potrebna za omekšanje i taljenje osnovnog materijala se generira u samom materijalu Zbog dodatnog djelovanja tlačne sile elektrode osnovni materijal se na tom mjestu spoji - zavari . Nakon hlađenja zavarenih površina, mjesto spoja (šav zavara) je jedakih karakteristika kao i sam materijal, ako ne i boljih. Kod VF zavarivanja postoje faktori koji utječu na kvalitetu spoja: - Vrijeme zavarivanja - Vrijeme hlađenja - Pritisak elektroda - Učinak zavarivanja Svi ovi parametri se mogu kombinirati i mijenjati prema konkretnom slučaju. Alatni strojevi nogu biti snage od 1kW pa do nekoliko 1000 kW. Strojevi manjih snaga se koriste za zavarivanje plastike

Alatni stroj za VF zavarivanje šavnih cijevi

Alatni stroj za VF zavarivanje PVC folija

VF generator

dok se srojevi veće snage koriste za zavarivanje metalnih proizvoda.

Pogled u VF generator

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

36

Alatni strojevi I

Princip rada indukcijskog zavarivanja

Indukcijski grijači

8.1.6 Indukcijsko zavarivanje je postupak spajanja materijala koji koristi elektromagnetsku indukciju za zagrijavanje obratka. Genetaror visoke frekvencije stvara visoko frekventno magnetno polje. Indukcijski grijač se sastoji od bakrene zavojnice (elektromagneta) kroz koji prolazi visoko frekventna izmjenična struja. Zbog elektromagnetske indukcije u obratku se stvaraju vrtložne struje (Foucault-ove struje). Materijala pruža otpor prolazu vrtložnih struja i dolazi do zagrijavanja metala. Duljina grijanja ovisi o veličini obratka, materijalu obratka, dubini penetracije,... Zavarivanje se koristi u proizvodnji koja zahtjeva brzo spajanje, visoku automatizaciju procesa. Dobro je kod zavarivanja šavnih cijevi jer se brzo prenosi puno snage na lokalizirana područja, tako da se spojne površine brzo rastope, a zatim pritisnu kako bi se formirao kontinuirani šav zavara. Strojevi za indukcijsko zavarivanje mogu biti ručni, prenosni, fiksni. Frekvencije rada indukcijskih strojeva za zavarivanje dijele se u tri osnovne grupe: Područje srednja frekvencije MF – medium frequency 1 KHz – 20 KHz Područje visoke frekvencije HF – high frequency 20 KHz – 80 KHz 30 KHz – 100 KHz 100 KHz – 250 KHz

Ručni indukcijski aparat za zavarivanje

Područje jako visoke frekvencije UHF – ultra high frequency 1 MHz – 2 MHz

25KW indukcijski stroj za zavarivanje

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

37

Alatni strojevi I

Princip difuzijskog zavarivanja korištenjem sile za međusobno tlačenje obradaka te korištenjem električnog otpora za postizanje potrebne temperature FAZE DIFUZIJSKOG ZAVARIVANJA

88.1.7 Difuzijsko zavarivanje je proces spajanja dva istovrsna ili različita materijala u jednu cjellinu. Difuzija uključuje premještanje atoma u zoni spajanja zbog uprešavanja jednog materijala u drugi pri povišenoj temperaturi (50-70% od temperature taljenja). Metoda zahtjeva specifične alate za svaku vrstu materijala koji se spaja te prema obliku obradaka. Materijali koji se spajaju su svi metali te različite vrste keramike. Proces ovisi o nizu parametara, a osobito o vremenu, pritisku, temperaturi i načinu primjene topline. Difuzijsko zavarivanje se može kategorizirati u nekoliko varijanti, ovisno o obliku tlaka, korištenje međuslojeva, formiranje prijelazne tekuće faze,... Svaka varijanta ima specifičan način primjene prema vrsti materijala i dimenzijama (geometriji) koje se trebaju spojiti. Alatni strojevi za difuzijsko zavarivanje

Neravnine dolaze u dodir

Strojevi se izrađuju kao stacionarni, Velikih su dimenzija, jer moraju imati dio za postizanje temperature i dio za postizanje sile tlačenja. 1. faza deformacije i stvaranje granice sa graničnom formacijom

Temperatura do 1650⁰C Sila tlačenja do 15 t

Preša za difuzijsko zavarivanje u vakuumu

2. faza preseljenje zrna granice i uklanjanje šupljina

Sila tlačenja do 200 t

3. faza potpuno uklonjene šupljine i završena difuzija graničnog sloja

100 tonska preša za difuzijsko zavarivanje Primjeri difuzijskog zavarivanja

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

38

Alatni strojevi I 8.2 Zavarivanje taljenjem

Zavarivanje lima

Šav zavara kod plinskog zavarivanja

Dodatni materijal u zavarivanju

Plinsko zavarivanje Zavarivanje propan - butan Zavarivanje acetilenom Elektrolučno zavarivanje - Grafitnom elektrodom - Obloženom elektrodom REL (MMA) – zavarivanje Pod letvom Gravitacijsko Kontaktno - Golom elektrodom Pod zaštitnim plinom MIG / MAG TIG Pod zaštitnim praškom EEP - Elektrodom – punjenom žicom Elektrootporno zavarivanje Točkasto Bradavičasto Šavno Čeono Aluminotermijsko Pod troskom Ljevačko Laserom Plazmom Elektronskim mlazom 8.2.1 Plinsko zavarivanje je postupak spajanja metala pri kojem se toplina za taljenje metala dobiva izgaranjem nekog plina. Najčešće se koristi acetilen. Upotrebljavaju se vodik, gradski plin, propan, butan, plinsko ulje i benzinske pare. Propan C3H8 je plin bez boje i mirisa. Transportira se u bocama, ukapljen. Ukapljivanje počinje pod tlakom od 22 bara. Ukapljivanjem se smanjuje volumen plinova oko 270 puta. Pri izgaranju u atmosferi kisika razvija temperaturu do 2500⁰C

Boce za propan / butan

1 bar = 100 000 Pa 1 atm = 101 325 Pa 1 Pa =1 N/m2

I.tehnička škola TESLA

Butan C4H10 je plin bez boje i mirisa. Transportira se u bocama, ukapljen. Ukapljivanje počinje pod tlakom od 2,2 bara. Pri izgaranju u atmosferi kisika razvija temperaturu do 2300⁰C

Slade Ivo

39

Alatni strojevi I

Redukcijski ventil za propan / butan plin

Acetilen C2H2 je nestabilni plin bez boje, okusa i mirisa, koji je vrlo eksplozivan pri pritisku večem od 1,7 atm. Pri izgaranju u atmosferi kisika razvija temperaturu do 3200⁰C. Proizvodnja acetilena za industrijske potrebe je iz CaC3 kalcijevog karbida (garbure, karbita) i H2O vode. Skladištenje acetilena je u metalnim bocama. Postupak punjenja boca acetilenom je otapanje acetilena u acetonu uz posrednike (boca napunjena poroznim smjesom drvenog ugljena, infuzorijske zemlje i azbestnog praha) Boce za acetilen su bijele boje ili imaju bijelu traku na 2/3 visine. Pune se do tlaka od 15 bara. Na boce se spaja redukcijski ventil

Redukcijski ventil za kisik

Princip rada redukcijskog ventila

Redukcijski ventil za acetilen Omogućuju održavanje radnog tlaka u cijevima bez obzira na promjene tlaka u bocama

Gumene cijevi

I.tehnička škola TESLA

Boce za kisik su plave boje ili je na 2/3 visine plava traka. Pune se pod tlakom većim od 150 bara. Na boce s kisikom postavlja se redukcijski ventil.

Slade Ivo

40

Alatni strojevi I Cijevi za plinske vodove se izrađuju od gume ojačane (armirane) platnom. Moraju biti fleksibilne kako bi se lako mogle voditi od boce do mjesta zavarivanja. Plava cijev je za kisik, dok je crvena za plin (acetilen, butan, propan). Osigurači protupovrata plina

Protupovratni osigurači plina služe za sprećavanje eksplozije plina u bocama.

U slučaju eksplozije povratni udar plamena stiže do osigurača gdje se u poroznom ulošku naglo ohladi i nepovratni ventil se zbog povećanog pritiska momentalno zatvara.

Set plamenika za plinsko zavarivanje

Mješalice s plamenikom za plinsko zavarivanje služe za direktno zagrijavanje i topljenje materijala koji se zavaruje.

Mogu se podijeliti na dva načina – preme tlaku plinova ili prema načinu protoka plinova. Prema tlaku u mješalici dijele se na: - istotlačne - kod kojih kisik i acetilen dolaze u komoru za mješanje pod istim tlakom - niskotlačne ili injektorske - kod kojih kisik dolazi pod većim tlakom i ususava acetilen koji je pod nižim tlakom Prema protoku plina kroz mješalice dijele se na: - stalnog protoka – kod kojih se protok može regulirati u malim okvirima - promjenjljivog protoka – moguća široka regulacija protoka I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

41

Alatni strojevi I Način paljenj plamena je slijedeći - Malo otvoriti ventil kisika – kisik polako izlazi - Otvoriti ventil acetilena - Zapaliti plamen Postaviti odnose kisika i acetilena (plamen je oksidirajući, neutralni ili reducijarući). Neutralni ima odnos acetilena i kisika C2H2 : O2 = 1 : 1,1-1,2

Različiti plamenici za plinsko zavarivanje

Gašenje plamena je obrnutim redom – zatvori se ventil acetilena pa se zatvara ventil kisika. Mlaznice se postavljanju na vrh plamenika. O izboru mlaznice ovisi koliko je dobar zavareni spoj. Izbor mlaznice ovisi o: debljini materijala koji se zavaruje, promjeru mlaznice, veličini komore za mješanje, radnom pritisku kisika…

Mlaznice za zavarivanje i rezanje plinom

Kompletan set za plinsko zavarivanje se sastoji od

Mini set za plinsko zavarivanje

I.tehnička škola TESLA

-

Boca (za kisik i plin) Redukcijskih ventila Nepovratnih ventila i prptupovratnih ventila Gumenih cijevi Mješalice s plamenikom Mlaznica

Slade Ivo

42

Alatni strojevi I

Prenosni 5 litarski set za plinsko zavarivanje

Zaštitne naočale i kacige

Stanadrdne set s velikim bocama za zavarivanje

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

43

Alatni strojevi I 8.2.2 Elektrolučno zavarivanje je postupak spajanja metala pri kojem se toplina za taljenje metala dobiva iz iskre električnog luka. Strojevi za elektrolučno zavarivanje dijele se prema vrsti izvora struje na: - Izmjenične strojeve za zavarivanje - Istosmjerne strojeve za zavarivanje Princip zavarivanja električnim lukom

Izmjenični strojevi su - Transformatori - Pretvarači frekvencije Istosmjerni strojevi za zavarivanje mogu biti - Ispravljači - Pretvarači - Agregati

Princip rada transformatora

Primar i sekundar u transformatoru

Aparat za ručno elektrolučno zavarivanje s izmjeničnom strujom

8.2.2.1 Transformatori su izmjenični izvori električne struje za zavarivanje. Pretvaraju električnu energiju izmjenjive struje i napona (220 V, 50 Hz) u odgovarajču struju potrebnu za zavarivanje i napon koji može upaliti i održavati električni luk. Namot primara (zavojnice) je spojen na visoki napon (U1). U sekundaru se inducira struja nižeg napona (U2). Omjer napona primara i sekundara jednak je broju navoja u primaru odnosno sekundaru. U1 / U2 = N1 / N2 Struje primara (I1) i sekundara (I2) se odnose obrnuto proporcionalno broju namota I2 / I1 = N1 / N2 Time se dobiju velike struje potrebne za zavarivanje uz male napone koji nisu opasni po život. Maksimalni napon praznog hoda je 80 V (u nekim zemljama 70 V). . Minimalni napon praznog hoda je 40 V, jer se ispod tog napona teško uspostavlja električni luk. Struja zavarivanja regulira se na transformatoru ili na posebnoj prigušnici. Postoje tri načina regulacije struje: - Stupnjevita - Kontinuirana - Kombinirana Transformatorima se dobro zavaruje kiselim elektrodama, a mogu se koristiti i bazične elektrode

Transformator u aparatu za REL zavarivanje

I.tehnička škola TESLA

Transformator s prigušnicom

Slade Ivo

Transformator s kontinuiranom promjenom napona sekundara

44

Alatni strojevi I 8.2.2.2 Pretvarači frekvencije spadaju u izvore izmjenične električne struje za zavarivanje. Koriste se dvije vrste pretvarača: statički i rotacijski. Statičkim pretvarači su slični transformatorima i koriste se do 150 Hz Pretvaranje frekvencije

Rotacijski pretvarači su slični agregatima za zavarivanje i daju struju do 300 Hz.

Invertorski aparat za REL zavarivanje (MMA)

Zbog visokih frekvencija izmjenične struje lako se formira luk, jednostavno se održava, nema puhanja luka. Pogodni su za zavarivanje različitim elektrodama.. Mana je visoki zvuk koji se javlja tijekom zavarivanja i komlpicirano održavanje.

8.2.2.3 Ispravljači su najbolji izvori istosmjerne električne struje za zavarivanje. Sastoje se od tri dijela – transformatora, regulatora i ispavljača

Poluvalni ispravljač izmjenične struje u istosmjernu

400 A ispravljač

Aparat za zavarivanje s transduktorom

Današnji ispravljači su silicijski ili germanijski, jer nisu podložni starenju i kemijskim utjecajima, manjih su dimenzija i lagani za održavanje. Reugulacijski elementi su transduktori (elektrotehnički elementi za pretvorbu energije, najčešće namotaji zavojnice) – daju dobru regulaciju, troše malu snagu. Transduktor

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

45

Alatni strojevi I 8.2.2.4 Pretvarači su izvori istosmjerne struje koji se sastoje od trofaznog elektromotora i istosmjernog generatora koji su na istoj osovini. Koriste se isto kao i ispravljači, ali su bučniji u radu i skupi za održavanje. Regulacija struje zavarivanja ovisi o konstrukciji generatora

Princip rada generatora istosmjerne struje

Agregati za zavarivanje su slični pretvaračima, ali im je pogon benzinski ili diesel motor. Pogodni su za upotrebu na mjestima gdje nema mogućnosti spajanja na električnu energiju. Agregat za zavarivanje snage motor 8.8 KS pri 3000o/min i struje 20-100A, odnosno 90 – 190A Pretvarači za zavarivanje

Agregat za zavarivanje snage motor 56 KS pri 1500o/min i struje 20-600A.

Stari apretvarač za zavarivanje

Agregati za zavarivanje Uljanik

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

46

Alatni strojevi I

Princip rada REL zavarivanja

8.2.3 Uređaji za ručno elektrolučno zavarivanje (REL) koriste se elektrodom za uspostavljanje i održavanje luka. Ako je elektroda metalna služi i kao dodatni materijal. Elektrode mogu biti: - grafitne - gole - obložene - punjene Najčešće se koriste obložene elektrode

Grafitne elektrode

Karakteistike koje moraju biti zadovoljene kod uređaja ja REL zavarivanje su: - napon praznog hode oko 60 V – ne smije preći 80 V - napon zavarivanja (U) - tijekom zavarivanja je između 18 i 26 V - jakost struje zavarivanja (I) ovisi o promjeru elektrode i iznosi orjentacijske vrijednosti 40*Delektrode (A) - moraju podržavati brzinu zavarivanja (v) orijentacijski od 1,5 do 2,5 mm/s, što ovisi o promjeru elektrode. - stupanj iskorištenja 0,7 – 0,85 Monofazni transformatorski uređajii za REL zavarivanje

Obložene elektrode

Monofazni invertorski aparat za REL zavarivanje. Napajanje 230V 50-60Hz. Prazan hod 70V. Zavarivanje elektrodama Φ 1,6 do 3,2 mm (rutilnim, bazičnim, prokrom,...). Hlađenje ventilatorom Prenosiv (4,3kg). Inverterski aparat za REL zavarivanje istosmjernom / izmjeničnom strujom

I.tehnička škola TESLA

Slade Ivo

47

Alatni strojevi I

Kabel za elektrodu kod REL zavarivanja

Trofazni ispravljački uređaj za REL zavarivanje s tiristorskim isparavljačem Tiristorski ispravljači GW 400/600 namijenjeni su za ručnoelektrolučno zavarivanje sa svim vrstama obloženih elektroda i za žljebljenje sa ugljenim elektrodama. Odlične dinamičke karakteristike, daljinska regulacija struje, te funkcije podešavanja snage luka (ARC force) i funkcije smanjenja lijepljenja elektrode (anti-stick) omogućavaju im široku primjenu u industriji.

Kabel za masu kod REL zavarivanja

Postupak REL zavarivanja Čekić za skidanje troske sa šava zavara

Maska za REL zavarivanje REL zavarivanje u moru

Talina ispod vrha elektrode

I.tehnička škola TESLA

Nadglavno REL zavarivanje

Slade Ivo

48