Procesi oblikovanja Oblikovanje lima ili žice ostvaruje se polaznim materijalima kao što su traka, odsječak ili žica, a realizuje se tako što se materijal postavlja pod alat koji ga deformiše nekim postupkom obrade. Materijali koji se koriste : ugljenični, niskolegirani i nehrđajući čeici, legure aluminijuma i legure bakra, legure nikla, titanijuma, cinka i magnezija. Postupci obrade : -savijanje lima na kant presi (ramovi,profili) -savijanje odsječka na mehaničkoj ili hidrauličnoj presi u alatu; savijanje trake valjcima na rotacionoj mašini. -savijanje žice -duboko izvlačenje i istezanje OBLIKOVANJE (SAVIJANJE) LIMA I ŽICE.
Oblikovanje lima i žice primjenjujemo kod izrade ramova, sudova, konzervi, dijelovi aparata za domaćinstvo i drugo.
1
Karakteristike procesa oblikovanja lima i žice: -produktivnost do 3000 kom/h -priprema procesa od nekliko sati do nekoliko sedmica -moguć visko stepen automatizacije -visoko iskorištenje materijala (kod savijanja nema odpada) -troškovi alata umjereni do niskih -cijene opreme od niskih do visokih -troškovi radnika niske do umijerenih -naknadna obrada mala, eventalno opsecanje i čišćenje
Konstrukcione karakteristike predmeta dobijenih oblikovanjem lima i žice: -moguća izrada dijelova složenog oblika, kombinacijom više postupaka -debljina lima, kod dubokog izvlačenja 0,1-12mm, kod savijanja do 25mm, kod oblikovanja valjcima i istezanja do 6mm. -dimenzije predmeta kod dubokog izvlačenja , φ=2mm do φ=600mm -dimenzije predmeta kod ostalih postupaka od 10mm do 1,5m -problem je promijena debljine lima pri savijanju -kvalitet površine dobar, naslijeđen od polaznog materijala
2
Obrada pastičnih materijala Plastične materijale dobijamo tako što miješamo prirodne ili vještačke polimere (visokomolekularne jedinke) sa raznim dodacima. U proizvodnji za široku upotrebu danas se koriste dvije vrste plastičnih materijala:
a) termoplastični materijali - zagrijavanjem ih dovodimo u plastično stanje te oblik dobijen nakon hlađenja očvrsne i ne mijenja se sve dok se ponovo ne zagrije b) termostabilni materijali - zagrijavanjem se mogu dovesti bezbroj puta u plastično stanje Postoje termoplastični materijali na bazi :
a) Celuloze – celuloid ili celofan, u obliku granula, listova ili ploča različitih debljina Osobine: Žilavi, teško zapaljivi , prozirni, otporni prema alkoholu i biljnim uljima. Upotreba : Koriste se za izradu dijelova automobila, cijevi za transport nafte itd. b) Vještačkih smola – dobijaju se polimerizacijom ili polikondenzacijom.
Neki od najčešćih termoplastičnih materijala dobijenih polimerizacijom su: a) polivinilhlorid (PVC) – Koristi se za cijevne armature, ventilatore, rezervoare za agresivne tečnosti, za galvanizaciju i elektrolizu, za elektrolizatore itd. b) polietilen (PE) – koristi se za izradu predmeta za domaćinstvo, vreća, boca i druge ambalaže, vrećice za smrznute proizvode, velike folije, za vodovodne i kanalizacione cijevi. c) polipropilen (PP) – koristi se za izradz dijelova za domaćinstvo, sanitarne uređaje, dijelove za automobile, električne aparate. Polistirol(PS) – koristi se za izradu ukrasne ambalaže, dijelova mašina, cijevni i el.armatura itd. d) akrilne plastične mase – providne su, žilave i čvrste, koriste se za svijetleće reklame, prozore na avionima i vozilima.
UBRIZGAVANJE
Polazni materijal za proces ubrizgavanja su granule termoplastike, koje se zagrijavaju te ubrizgavaju pod pritiskom u šupljinu alata, alat se zatim razdvaja i predmet izbacuje iz alata. Primjenjuje se za proizvodnju elektro dijelova, zaptivača, kutija, poklopci za flaše, viješalice, drške itd.
3
PRESOVANJE
Polazni materijal za proces presovanja je prethodno presovana plastika uglavnom se radi o termostabilnoj plastici , realizuje se tako što se plastika dovodi u zagrijani model i presovanjem potiskuje da popuni model. Primjenjuje se za izradu elektro dijelova, zaptivača, poklopaca za kutije, posuda.
VAKUMSKO OBLIKOVANJE
Polazni materijal za ovaj proces je list plastike uglavnom termoplastični materijal, realizuje se tako što se list plastike stavi između gornjeg dijela (grejni element) i donjeg dijela kalupa, dok kalup je priključen na vakuum pumpu.Kalup se tada zagrije i usisa vakumom te se poslije hlađenja spredmet vadi. Primjenjuje se za izradu auto dijelova, kada, otovrenih kutija, posuda, ambalaža itd.
4
DUVANJE
Polazni materijal je plastična cijev (epruveta) najčešće termoplastični materijal, realizuje se tako što se plastična cijev prethodno zagrijana stavi između dvije polovine kalupa i duva se vreli vazduh, cijev se raširi po unutrašnjosti kalupa zatim se ohladi i izbaci se predmet.Može se izvesti duvanje više proizvoda odjednom.
ISTISKIVANJE (EKSTRUDIRANJE)
Polazni predmet mogu biti granule, prašak ili loptice načinjene od termoplastičnog materijala, realizuje se tako što se materijal dovodi kroz lijevak u grijanu komoru gdje se zagrijava i istiskuje transporterom kroz alat (kalup) kojim se profiliše, na izlazu materijal se hladi i odsjeca. Primjenjuje se za izradu raznih profila kao što su garnišne, šipke, ploče, cijevi, trake, žice i kablovi.
5
Kovanje Kovanje je najstariji način obrade metala, kovanje je ustvari postupak oblikovanja metala najčešće u toplom stanju. Karakteristike obrade kovanjem: -znatno veća deformabilnost materijala pri povišenim temperaturama -manje deformacijske sile i manji utrošak rada -utrošak energije za zagrijavanje -stvaranje obgora i oksida -onečišćenje površine materijala -skidanje oksida udarcem (maseni gubitak 2-5%)
Kod obrade kovanjem moguće je oblikovanje obavljati u hladnom stanju (stanju sobne temperature). Do gotovog otkovka dolazi se postupno to jeste približavanjem konačnom obliku. Razlozi kovanja: -postizanje određenog oblika -postizanje određene kvalitete, kakvu je nemoguće postići drugim tehnologijama (dinamička i izmjenična opterečenja – koljenasta vratila, zupčanici, ventili, turbinske lopatice)
Slobodno kovanje 6
Slobodno kovanje je najstariji postupak, vrši se bez upotrebe kalupa a primjenjuje se kod najsitnijih pa do najkrupnijih otkovaka koji se zbog malobrojnosti rade isključivo slobodnim kovanjem. Osnovne i najvažinje operacije su: a) sabijanje – je redukcija visine u lateralnom smijeru i slobodno tečenje materijala u transverzalnom smijeru.
b) iskivanje i raskivanje – je smanjivanje poprečnog presjeka (debljine) materijala
c) probijanje – oblikovanje slijepe rupe i probijanje
d) zasijecanje – redovito predoperacija iskivanja 7
e) savijanje
Kovanje u ukovnjima To je postupak kod kojeg metal pod djelovanjem udaraca malja kovačkog bata, ili pod pritiskom pritiskivača preše, ispunjava porfilirani prostor izrađen u kovačkom alatu, koji se naziva ukovanj.
Procesi livenja 8
Proces livenja je jedan od vrlo starih postupaka dobivanja određenog oblika odlivka, prvi odlivci datiraju iz perioda 450 g. P.N.E. Livkost je kompleksno svojstvo materijala koje pokazuje njegovu pogodnost za dobijanje kvalitetnog odlivka, materijali koji imaju dobru livkost su : sivo liveno gvožđe, cink, kalaj i olovo, kao i većina legura obojenih metala.Dok slabiju livkost imaju čelik, aluminij i bakar.
Livenje može biti : a) Livenje u jednokratne kalupe - livenje u pješčane kalupe - školjkasti liv - livenje u kalupe od gipsa - precizno ili tačno livenje - vakuumsko kalupljenje pijeska - livenje u kalupe s isparvljivim modelima b) Livenje u stalne kalupe - gravitaciono livenje u kokile - livenje pod pritiskom - centrifugalno livenje - neprekinuto ili kontinuirano livenje - livenje metala u polurastopljenom stanju
Livenje u jednokratne kalupe 9
Podrazumjeva realizaciju procesa livenja pri kojem se kalupi koji se koriste za ulijevanje rastopljenog materijala trajno uništavaju ili oštećuju pri vađenju odlivka. LIVENJE U PJEŠČANE KALUPE – ŠKOLJKASTI LIV
LIVENJE U KALUPE OD GIPSA
Ova metoda livenje je karakteristična po tome što se za izradu kalupa koristi gips,proces livenja se zasniva na izradi orginalnog modela, njegovog smještanja u odgovarajuću posudu te se oko njega nalijeva homogenizirana mješavina gipsa za livenje i vode.
LIVENJE U KERAMIČKE KALUPE 10
To je postupak livenja koji je sličan livenju u gipsanu kalup s tim da je u ovom slučaju kalup od keramike. Nakon formiranja i hemijskog stvrdnjavanja keramičke suspenzije kalupa, površina kalupa se zapali pomoću plamenika s ciljem otklanjanja alkohola iz strukture materijala kalupa. Nakon toga kalup se stavlja na termičku obradu na temperaturama od 400do 540 ֯C. U praksi je ovo livenje moguće izvesti na dva načina i to da kalup izvana bude keramičan ili pješčani a iznutra keramičan.
PRECIZNO ILI TAČNO LIVENJE
Ovo je jedna od najstarijih metoda livenja koja je i danas veoma zastupljena, proces proizvodnje ovom metodom zasniva se na upotrebi rastopivih modela (direktan pristup) ili kopija modela (indirektan pristup)
VAKUUMSKO KALUPLJENJE PIJESKA
Realizuje se tako što oko već postavljenog modela nalijemo pijesak koji će se pod uticajem vakuuma koji će ga natjerati da popuniti praznine oko modela, nakon toga izvadimo model te u pijesku napravimo spust te ulivnu čašu kroz koju ćemo ulijevati rastaljeni metal.Nakon vađenja modela pijesak zadržava svoj oblik i tvori kalup.
LIVENJE U PUNI KALUP SA ISPARIVIM MODELOM
Ovo je pristup koji se zasniva na principu isparavanja model, a koji je ustvari kombinacija metode livenja u pijesku i livenja u kalupe s isparvljivim modelom od ekspandiranog polistirena.
Livenje u stalne kalupe 11
Ova vrsta livenja je livenje u kalupe koji se koriste za ulijevanje metala i formiranje odlivka, a koji se mogu više puta koristiti bez oštečenja ili uništavanja kalupa.
GRAVITACIONO LIVENJE U KOKILE I KOKILNI LIV
LIVENJE POD PRITISKOM
To je metoda u kalupe za proizvodnju odlivaka složene geometrije, realizuje se na principu prisilnog ulijevanja rastaljenog metala pod visokim pritiskom u kalupnu šupljinu.Ovo livenje može se vršiti na dva načina : a) livenje pod pritiskom s vrućom komorom za livenje
b) livenje pod pritiskom s hladnom komorom za livenje 12
CENTRIFUGALNO LIVENJE
Ovo je metoda livenja u stalne kalupe u kojoj se za razliku od predhodnih metoda u kojima kalup miruje, u ovoj se rotira oko svoje ose.
NEPREKINUTO ILI KONTINUIRANO LIVENJE
Odnosno livenje u neograničenoj dužini je tehnika livenja namijenjena za proizvodnju kontinuiranih profiliranih oblika koji se naknadno sijeku.
13
Osnove livenja u pijesku Zbog karakteristika procesa i jednostavnosti primjene ova vrsta livenja je danas jedan od najčešće korištenih procesa. Procesni tok livenja u pijesku moguće je sagledati u šest koraka : -
Konstrukcija i proizvodnja modela Formiranje i izrada kalupa Ulijevanje rastaljenog metala u kalupnu šupljinu Hlađenje kalupa i odlivka Vađenje i čišćenje odlivka Dorada odlivka
14
Obrada metala rezanjem Postupci obrade metala rezanjem su postupci oblikovanja, uklanjanja viška materijala mehaničkim dejstvom reznog alata na predmet obrade. Najčešće se razvrstavaju na postupke : a) prethodne – grube obrade b) završne – fine obrade
Osnovni postupci obrade metala rezanjem su: struganje, bušenje glodanje, testerisanje, rendisanje, provlačenje, brušenje i glačanje.
OSNOVNI PROCESI REZANJA
Proces rezanja nastaje prodiranjem reznog klina alata nekom brzinom v u materijal predmeta obrade. Prodiranjem reznog alata pod dejstvom spoljašnje sile dolazi do pretvaranja viška metrijala u debljine a (dubina rezanja) u strugotinu debljine as. U procesu rezanja se uočavaju tri osnovne površine : -
Obrađivana površina Obrađena površina Površina rezanja
Tehnološki parametri obrade su: -
a,mm – dubina rezanja s,mm/o – korak ili vp, mm/min – brzina pomoćnog kretanja v,mm/min – brzina rezanja ili n, o/min – broj obrtaja
15
Primjena CAD/CAM-a INŽINJERSKA GRAFIKA Naziv se općenito primjenjuje na crteže za teehničku uporabu i dnosi se na onaj dio tehničkog crteža koji određuje grafički prikaz konstrukcije, specifikacije za fizičke objekte te odnose podataka kako se primjenjuju u inžinjerstvu i nauci.
RAČUNLNA GRAFIKA Je korištenje uobičajnih računalnih tehnika pomoću nekog od mnogobrojnih sistema za obradu grafičkih podataka analizirali, modificirali i dobili konačno grafičko rješenje.
CAD – COMPUTER AIDED DESIGN Računalom podržano konstruiranje ili CAD opisuje uporabu računala za razvoj konstrukcije inženjerskih aplikacija.
CADD – COMPUTER AIDED DESIGN AND DRAFTING Računalom podržano konstruiranje i crtanje ili CADD se ondosi na cijeli spektar konstruiranja i crtanja uz pomoćć računala, od ravnih crta do animacija.Koristi se i u inženjerskom konstruiranju i crtanju te se izražava kroz 2D i 3D prikaze.
CAM- COMPUTER AIDED MANUFACTURING Računalom podržana proizvodnja ili CAM koristi računalo za pomoć pri kreiranju i modifikaciji kontrole proizvodnog procesa.
CAD/CAM U CAD/CAM sistemima dio je konstruiran pomoću računala i izravno prenijetalatnim strojevima kojima upravlja računalo koji proizvode dio.
CIM – COPUTER INTEGRATED MANUFACTURING Računalom integrirana proizvodnja ili CIM je sistem za povezivanje proizvodnih operacija u jedinstven integrirani računalnim sistem.CIM se primarno razlikuje od CAD/CAM sistema u svojoj integraciji poslovnih funkcija u zajedničku bazu koju dijele sve komponenteu poslovanju.
16
CAE – COMPUTER AIDED ENGINEERING
Računalom podržano inženjerstvo ili CAE je naziv koji obuhvaća upotrebu računala pri konstruiranju, za analizu, proizvodnju, proces ili projekt. CAE je u biti disciplina koja obuhvaća CADD, CAD/CAM i CIM.
Novi programski alati : -
mijenjaju način oblikovanja crteža i automatiziraju rad na oblikovanju pogleda na crtežima nude funkcije koje olakšavaju izmjene i poboljšanje modela predmeta nude mnogo opcija gledanja modela i prijenosa za upotrebu u drugim namjenskim programima
Na slici srednišnje područje ppredstavlja 3D računalni model i odražava središnju važnost 3D modeliranja i znanja grafike u inženjerskom konstruiranju i proizvodnji. Proces inženjerskog konstruiranja se sastoji od tri preklapajuća područja koji dijele istu 3D CAD bazu podataka a to su: -
osmišljavanje razrada uvođenje
17
2D i 3D modeli Tri su ključne kvalitete koje u različitim stupnjevima dijele svi modeli korišteni u inženjerskom konstruiranju : -
predstavljaju detaljno drugi objekt, proizvod ili sistem koji treba prizvesti plan su prema kojem će se izraditi konačni proizvod koriste se za proučavanje i ispitivanje konstrukcije da se dobije aproksimacija kako će se ona ponašati
2D CAD MODELI
2D CAD modeli dijele vizualne karakteristike papirnatih crteža ali ih je mnogo lakše mijenjati -
standardni simboli se mogu dodati i mjenjati 2D CAD datoteke se mogu brzo crtati u raznim mjerilima Točniji su od crteža na papiru Povećane točnosti i mjerljivosti, 2D CAD modeli su robusniji nego crteži na papiru Prednosti i nedostatci više projekcija koje se koriste za potpun opis objekta, dijele papirnati crteži i 2D CAD modeli Fleksibilnost i točnost koju nudi 2D CAD baza podataka čini 2D CAD sustave dijelotvornim u pogledu troškova za mnoštvo područja primjene
3D CAD MODELI
Najčešće metode oblikovanja 3D CAD modela : -
Oblikovanje žičanog modela Oblikovanje plošnog modela Oblkiovanje modela tijela ( volumenskog)
Mnogi CAD sustavi sadrže sve navedene metode oblikovanja u jednom paketu, dok su drugi u mogućnosti izvesti samo jednu ili dvije.
PRIMJENA CAD/CAM KOD PROIZVODNJE PROTOTIPA
18
19
