SepistamineSepistamine e.
vabasepistamine on tuntud
survetöötlusprotsessidest vanim.
Sepistustoorikute
deformeerimine viiakse läbi käsitsi, sepistusvasaratel või
–pressidel ja teistel sepistusseadmetel. Sepistatakse tavaliselt
kuumalt. Saadud toodet või pooltoodet nimetatakse
sepiseks.
Sepised ei ole üldjuhul valmistooted, vaid pooltooted edasiseks
töötlemiseks, näiteks lõiketöötlemise teel.
Sepistamist kasutatakse üksik- või väikesaritootmisel,
kusjuures metalli töötlemiseks kasutatakse universaaltööriistu.
Deformeeritav
metall saab sepistamisel takistamatult voolata igas
suunas, mistõttu sepistamist nimetatakse sageli ka
vabasepistamiseks.
Eristatakse:
- käsitsi sepistamine ehk käsisepistamine – väikesed sepised, peamiselt remonditöödel;
- masinsepistamine – suured sepised, mille mass ulatub sadade tonnideni:
sepistamine sepistusvasaratel,
sepistamine sepistuspressidel.
Sepistamise kasutusvaldkonnad:
sepistamine on ainsaks survetöötlusmeetodiks eriti suurte pooltoodete (massiga sadadest kg-dest sadade tonnideni) tootmiseks. Väiksemaid tooteid ja pooltooteid (kuni sadakond kg) saab valmistada nii sepistamisega kui ka saritootmisel vormstantsimisega.
kuigi stantsimisel on sepistamisega võrreldes rida eeliseid (suurem tootlikkus ja toodete suurem täpsus), on üksik- ja väikesaritootmisel on sepistamine majanduslikult kasulikum, kuna kallite stantside asemel kasutatakse odavamaid universaalseid tööriistu.
sepistamist kasutatakse juhtudel, kui teised survetöötlusmeetodid ei võimalda saavutada metalli soovitavat struktuuri. Metalli korraliku läbisepistamisega saadakse ühtlasema struktuuriga metall . Sepistamist kasutatakse seetõttu sageli toorikute ettevalmistamiseks toodete või pooltoodete tootmiseks teisi mahtvormimisprotsesse kasutades.
Sepistamise põhioperatsioonid ja
tööriistad
Enimkasutatavaks sepistusoperatsiooniks on jämendamine,
mida kasutades suurendatakse tooriku ristlõikepinda kõrguse
vähenemise arvel. Hõõrdumise tõttu tooriku otspinna ja tööriista
vahel muutub silindriline toorik tünnikujuliseks.
Jämendamise erijuhtum on kohtjämendamine, mis seisneb
tooriku mingi osa jämendamises. Kohtjämendamist tehakse enamasti
spetsiaalseid rõngaid kasutades. Kohtjämendada saab ka ilma rõngaid
kasutamata, kohtjämendavate osade kohtkuumutust kasutades.
Venitamine on sageli kasutatav sepistusoperatsioon.
Eristatakse piki-, ring- ja ristivenitamist e. laiendamist.
Pikivenitamisel suurendatakse tooriku või tooriku osa
pikkust ristlõikepindala vähendamise arvel. Pikivenitamist tehakse
enamasti kas tasapinnaliste või V-kujuliste sisselõigetega pinne
kasutades. Tasapinnalisi pinne kasutatakse pikivenitamisel
kõige sagedamini. Sisselõigetega pinne kasutatakse ümara
ristlõikega toorikute deformeerimiseks, sealhulgas seest õõnsate
toorikute pikivenitamiseks tornil. Sisselõigetega vormpinne
kasutatakse selleks, et anda venituskohale kindel kuju. Operatsiooni
nimetatakse vormpinnidega venitamiseks e. vormpinnidega
sepistamiseks.
Ringvenitamist kasutatakse õõneskeha läbimõõdu suurendamiseks . Ristivenitamine leiab kasutamist tooriku üksikute
osade laiuse suurendamisel.
Augustamine seisneb toorikusse õõne moodustamises
materjali väljasurumise teel. Augustamisel kasutatakse erineva
kujuga sepatorne e. augutorne. Läbivad avad saadakse kahe
operatsiooniga: kõigepealt moodustatakse augutorniga (sepatorniga)
mitteläbiv ava, jättes ava sisemusse nn sisekraadi e. sidepinna.
Vastasel juhul võib augutorn puruneda. Järgneb õhukese sisekraadi
äralõikamine.
Soonetamine seisneb soonerauaga toorikutesse
mitmesuguse kujuga soonte tegemises. Soonetamine on ettevalmistav operatsioon toorikutesse astmete ja süvendite tegemisel.
Painutamisega toodetakse painutatud teljega tooteid ja
toorikuid. Painutatakse enamasti spetsiaalset alusstantsi kasutades.
Väänamine seisneb tooriku ühe osa pööramises teise
suhtes ümber pikitelje .
Tükeldamisel eraldatakse toorik osadeks sepakirveid
kasutades.
Sepakeevitamist kui ühte plastse deformeerimisega
keevitamise alaliiki kasutatakse harva, peamiselt remonditöödel.
Sepistamisel kasutatavad tööriistad saab funktsionaalse tunnuse
järgi liigitada põhi- ja abitööriistadeks. Põhitööriistu
kasutatakse otseselt metalli deformeerimiseks. Abitööriistu
kasutatakse tooriku kinnihoidmiseks ja toorikuga manipuleerimiseks.
Abitööriistade hulka kuuluvad käsitsi sepistamisel sepapihid e.
sepatangid. Suurte toorikutega manipuleerimiseks kasutatakse
manipulaatoreid.
Sepistusseadmed
Tehnoloogilisest võimekusest lähtuvalt liigitatakse sepistus -,
samuti vormstantsimisseadmed järgmiselt:
JÕUPIIRANGUGA SEADMED (nt hüdropressid), mille põhikarakteristikuks on survejõud.
ENERGIAPIIRANGUGA SEADMED ( vasarad , kruvipressid), mille põhikarakte-ristikuks seadme valikul on maksimaalne löögienergia, samuti langevate osade mass.
KÄIGUPIIRANGUGA SEADMED (mehaanilised pressid, nt väntpressid), mille üheks põhikarakteristikuks on survejõu kõrval käigu ulatus.
Sepistamine sepistusvasaratel on leidnud sepiste tootmisel
kõige enam kasutamist. Erinevat tüüpi sepistusvasarate
põhiosadeks on vasarapea, mille külge on kinnitatud ülemine pinn , massiivne alasi , alasil asuv alasi padi , millele
kinnitatakse kiilude abil alumine pinn.
Löögienergia saavutamisviisi alusel liigitatakse:
gravitatsioon - e. lihttoimevasarad – löögienergia saavutatakse langevate osade kiirenemisega gravitatsiooniväljas. Löögienergia on sel juhul reguleeritav vasarapea massi ja langemiskõrgusega.
liittoime- e. kaksiktoimevasarad – langevaid osi (vasarapea, ülemine pinn) kiirendatakse täiendavalt suruõhu või auruga.
Raskete sepiste (üle 2..3 tonni) tootmisel kasutatakse pressidel
sepistamist. Põhiliselt kasutatakse hüdropresse e.
hüdraulilisi presse. Mehaanilisi presse, nt väntpresse
kasutatakse vormstantsimisel.
Hüdropresside põhimõte on lihtne – pressi liuguri külge
kinnitatud pinni töökäigul kasutatakse tööd, mida sooritab
pressi töösilindris olev kõrge rõhu all vedelik. Hüdropressid on
jõupiiranguga seadmed, s.o. nende maksimaalne survejõud on
põhiliseks kasutamist limiteerivaks karakteristikuks. Vasaratest
erinevalt toimub tooriku deformeerimine staatilise survejõu toimel,
mitte löögiga. Seetõttu hüdropressid ei vaja rasket alasit ega
vundamenti. Pressidel sepistamisel deformeerub metall tooriku kogu mahus ühtlasemalt kui vasaratel sepistamisel. Negatiivseks asjaoluks
on tööriista märksa pikemaajalisem kontakt toorikuga,
võrreldes vasarate kasutamisega, mis põhjustab tooriku pindmise osa
jahtumist ja deformeeritavuse vähenemist. Et seda vältida,
kuumutatakse tööriistad pressidel sepistamiseks reeglina ette.
Sepistamiseks kasutatakse hüdropresse survejõuga 250…15000 tonni
ja liuguri kiirusega kuni 0,8 m/s.
Kuumvormstantsimine vasaratel
Vormstantsimisel kasutatakse tooriku deformeerimiseks spetsiaalseid
tööriistu – stantsivagudega stantse. Vormstantsimisel
erinevalt sepistamisest on metalli voolamine stantsivao (vagude) vormiga piiratud. Metallil on võimalik stantsivaost väljuda vaid
spetsiaalsesse kitsasse kraadisoonde.
Vormstantsimise iseärasused võrreldes sepistamisega:
vormstantsitud toodete – stantsiste, stantstoodete – piiratud mass (üldjuhul kuni 500 kg), samal ajal kui sepistel võib see ulatuda sadade tonnideni.
märgatavalt suurem tootlikkus, kuid kasutatavate tööriistade – stantside – kõrgest maksumusest tingituna leiab vormstantsimine kasutamist põhiliselt sari- ja massvalmistamisel.
stantside täpsus ja pinnakvaliteet ületavad märgatavalt sepiste oma, mis vähendab täiendava mehaanilise töötlemise mahukust ning sellega kaasnevat metallikadu laastuna.
vormstantsimisel kasutatakse reeglina suurema võimsusega seadmeid (vasaraid, presse) kui sepistamisel. Põhjuseks on metalli voolamine kogu mahus stantsimisel, samal ajal kui sepistamisel deformeeritakse toorikut osade kaupa.
vormstantsimine võimaldab üldiselt valmistada keerukama kujuga tooteid kui sepistamine – stantsiste keerukus .
Deformeerimistemperatuurist sõltuvalt eristatakse kuum- ja
külmvormstantsimist. Suurimat kasutamist leiab kuumvormstantsimine.
Vasarstantsid
Kuumvormstantsimisel deformeeritakse toorikut stantsivagudes.
Eristatakse lahtiseid e. kraadisoonega vagusid ja kinniseid e.
kraadisooneta vagusid. Vastavate vagudega stantse nimetatakse
lahtisteks (kraadisoonega) stantsideks ja kinnisteks (kraadisooneta)
stantsideks ning stantsimist selliste vagudega stantsides vastavalt
vormstantsimiseks avatud stantsides e. kraadiga vormstantsimiseks
ja vormstantsimiseks kinnistes stantsides e. kraadita
vormstantsimiseks.
Kraadisoonega stantsides surutakse üleliigne metall peale vao
täitumist spetsiaalsesse kraadisoonde, milles moodustub kraat.
Kraadisoon koosneb kahest osast – kraadisoone sild ja
kraadisoone salv. Kraadisoon projekteeritakse selliselt , et
kõigepealt täituks metalliga stantsivagu ja alles seejärel algaks
üleliigse metalli voolamine kraadisoonde. Hiljem kraat eemaldatakse
eraldi kraadilõikestantsis. Avatud vaoga stantside eeliseks on võimalus kasutada suhteliselt ebatäpseid toorikuid. Puuduseks
on metallikadu kraadile ja täiendava operatsiooni vajadus kraadi
eemaldamiseks.
Kinnisel stantsivaol või sellise vaoga stantsil – kinnisel
stantsil – kraadisoon puudub. Toote – stantsise – saamiseks
kinnises stantsis ilma metalli liiata ja puudujäägita peavad
tooriku ja vao mahud olema ligikaudu võrdsed. Kinniste stantside
eelisteks on väiksem metallikulu, toote paremad mehaanilised
omadused ning see, et puudub vajadus kraadi äralõikeoperatsiooni
järele. Kinniste stantside puudusteks, võrreldes avatud
stantsidega, on kõrge hind, väiksem püsivus ja vajadus täpse
mahuga, järelikult omahinnalt kallimate toorikute järele.
Kraadiga või kraadita vormstantsimine võib toimuda ühe- või
mitmevaolistes stantsides. Ühevaolisi kasutatakse suhteliselt lihtsa
kujuga stantsiste tootmisel, kusjuures stantsi vao kuju ja mõõtmed
vastavad valmistoote kujule ja mõõtmetele.
Mitmevaolised stantsid on keeruka kujuga stantsiste tootmiseks.
Selliste stantside vagusid saab liigitada stantsimisvagudeks ja
ettevalmistusvagudeks. Stantsimisvagudeks on eel- e. mustvagu
ja lõpp- e. puhasvagu. Stantsimisvagudes toimub tootele
lõpliku vormi ja mõõtmete andmine. Ettevalmistusvaod on
ette nähtud tooriku ettevalmistamiseks järgnevaks stantsimiseks
stantsimisvagudes. Ettevalmistusvaod on:
- venitusvagu – ülesandeks on tooriku pikkuse suurendamine ristlõike vähendamise arvel. Toorikut tuleb venitamisel pöörata ja nihutada pikisuunas;
- rullimisvagu – ülesanne vastupidine venitusvao omale – tooriku ristlõikepinna kohalik suurendamine tooriku teiste osade arvel. Iga vasaralöögi järel tuleb toorikut pöörata 90º;
- muljumisvagu – toimub tooriku kõrguse kohalik vähendamine kohtades, kus on vaja laiust suurendada;
- painutusvagu - vajalik painutatud teljega stantsiste tootmisel.
Joonisel on näitena toodud viievaoline (3 ettevalmistusvagu ja 2
stantsimisvagu) vasarastants. Avatud vasarastantsidel on
kraadisoonega vaid lõpp- e. puhasvagu. Ettevalmistusvaod ja eel- e.
mustvagu on reeglina kraadisooneta.
Mitmevaolistes stantsides paigutatakse lõppvagu, kus
deformeerimisjõud on maksimaalsed, võimalikult stantsi keskele , mis
on jäigem. Ettevalmistusvaod paigutatakse reeglina stantsi äärtesse.
Kuumvormstantsimine pressidel
Pressidel vormstantsimisel erineb metalli deformeerimise iseloom
oluliselt deformeerimise iseloomust vasarstantsimisel.
Vasarstantsimisel deformeerib vasara löök metalli põhiliselt
tooriku pinnakihtides, kust deformatsioon levib nõrgalt sisemusse.
Vormstantsimisel pressidel suureneb koormus toorikule pidevalt
ja deformatsioonid haaravad tooriku kogu mahu. Seetõttu
kasutataksegi suurte ristlõikepindaladega stantsiste tootmisel
enamasti vormstantsimist pressidel. Samal ajal on probleemiks stantsi
ja tooriku pikem kontakti aeg, mis põhjustab tooriku pinnakihtide
kiiret jahtumist, järelikult tooriku eri osade erinevat
deformeeritavust.
Pressid
Kuum-, samuti külmvormstantsimisel kasutatakse mehaanilisi ja
hüdropresse.
Mehaanilistest pressidest on tuntuimad väntpressid ja
ekstsentrikpressid. Nimetatud mehaaniliste presside
iseärasuseks, stantsimisvasaratega võrreldes, on:
- pressi liuguri oluliselt lühem käigupikkus,
- pressi liuguri kiirus on suurim mitte käigu lõpus nagu vasaratel, vaid keskel, kuid survejõud on suurim käigu lõpus.
Mehaaniliste presside eelisteks, stantsimisvasaratega
võrreldes, on:
- stantsiste suurem täpsus,
- suurem tootlikkus,
Puudusteks on:
- suurem hind (kuni kolmekordne ),
- ettevalmistusoperatsioonid ei ole võimalikud → tuleb kasutada eelprofileeritud toorikuid.
Pressistantsid
Pressidel vormstantsimisel on dünaamilised koormused tunduvalt
väiksemad kui vasaratel stantsimisel. Seetõttu puudub massiivsete
tervikstantside kasutamise vajadus. Kasutatakse koostatavaid stantse,
mis koosnevad ülemisest ja alumisest vaoklotsist, mis monteeritakse
juhtsammastega stantsi plokki. Stantsi plokk koosneb ülemisest
(1) ja alumisest (2) plaadist , mis on omavahel
ühendatud juhtsammaste (3) ja juhtpukside (4) kaudu.
Komplekt vaoklotse (5) tehakse iga vao jaoks eraldi. Vaoklotsid
toetuvad plaadile (1) ja (2) kulumist vähendavatele alusplaatidele
(6) ning kinnitatakse liistudega (7). Vaoklotside komplekte stantsi plokis asendades saab stantsi kiirelt häälestada ühelt tootelt
teisele.
Külmvormstantsimine (külmvormpressimine ja külmjämendamine)
Arvuliselt suurim hulk tooteid valmistatakse külmvormstantsimisega
temperatuuridel allpool rekristallisatsioonitemperatuuri.
Külmvormstantsimisel on vajalikud märksa suuremad deformeerimisjõud
ja –energia kui kuumvormstantsimisel, mistõttu külmvormstantsimist
kasutatakse peamiselt suhteliselt väikeste toodete stantsimisel
(kuni 1…2 kg). Külmstantsitakse toatemperatuuril piisava
plastsusega (deformeeritavusega) metalle :
süsinikkonstruktsiooniterased (C-sisaldus kuni 0,5%), plastsed legeerterased , plastsed Al-, Cu-, Ti-, Pb-, Zn- ja Sn- sulamid .
Peamised külmvormstantsimise meetodid on külmvormpressimine ja
külmkohtjämendamine.
Külmvormstantsimise eelised on:
- toodete kõrge pinnakvaliteet ja täpsus,
- materjali kokkuhoid – toodete soovitud vorm saadakse laastu eraldamiseta,
- toodete kõrgendatud mehaanilised omadused tänu kalestumisele.
Külmvormstantsimise puudused on:
- kõrged nõuded tööriistamaterjalidele eelkõige kõrgete survete (2,0…2,2 GPa) tõttu deformeerimisprotsessis,
- kõrged nõuded tooriku kvaliteedile.
Külmvormstantsimine on majanduslikult õigustatud reeglina
stantsiste massvalmistamisel.
Külmvormpressimine
Külmvormpressimisel e. väljasuruval külmstantsimisel
asetatakse toorik matriitsi õõnde, kust metall pressitakse templiga
peenemasse õõnde.
Külm[koht]jämendamine
Külmjämendamist e. külmkohtjämendamist kasutatakse
laialdaselt väikeste toodete – poltide, kruvide, neetide, naelte,
mutrite jms massvalmistamisel traat- või varbtoorikust.
Külmjämendatakse külmjämendusmasinatel. Selliste masinate
tootlikkus olenevalt stantsiste mõõtmetest on 2000… 50000 toodet
tunnis.
Vaatame külmjämendamist kombineeritult külmvormpressimisega,
näitena vaatame poldi tootmist. Esimeseks operatsiooniks on
keermestatava peene osa moodustamine vormpressimisega (b). Järgneb
otsa külmjämendamine (c), kuuskandi vormimine (d), otsa ümardamine
(e) ning keermerullimine (f)
6
50 punkti
Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.
~ 6 lehte
Lehekülgede arv dokumendis
2009-05-25
Kuupäev, millal dokument üles laeti
120 laadimist
Kokku alla laetud
1 arvamus
Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid
merchant
Õppematerjali autor
annaabi.ee 
Kõik kommentaarid