Wszystkie czynności związane z przygotowaniem produkcji wytłoczek, a więc wykonywanie przed rozpoczęciem produkcji można podzielić na cztery etapy:

1. opracowanie procesu technologicznego czyli sposobu plastycznego kształtowania wytłoczki,
2. zaprojektowanie tłoczników służących do produkcji,
3. wykonanie tych tłoczników przez narzędziownię,
4. przeprowadzenie prób tłoczenia i usunięcie ewentualnych usterek i błędów popełnionych w poprzednich etapach.

Niniejsza książka dotyczy dwóch pierwszych etapów omawianego procesu. Jednym z istotnych jej celów jest wskazanie sposobów unikania błędów, popełnianych w fazie opracowanie procesu technologicznego i konstrukcji tłoczników, których usuwanie w końcowym etapie, a więc w czasie prób tłoczenia, jest bardzo kosztowne, a czasem niemożliwe.

Aby prawidłowo zaprojektować tłocznik, konstruktor powinien dobrze znać zjawiska występujące w czasie tłoczenia. Dlatego też pierwszą część książki „technologia wytłoczek” poświęcono omówieniu procesów plastycznych kształtowania blach.

W drugiej części książki zatytułowanej „Podstawy konstrukcji tłoczników” dokonano analizy porównawczej różnych sposobów rozwiązywania problemów konstrukcyjnych.

Książka jest przeznaczona dla konstruktorów tłoczników i technologów obróbki plastycznej pracujących w przemyśle. Będzie również pomocna dla studentów uczelni technicznych, wykonujących prace przejściowe, dyplomowe lub doktorskie. Inżynierowi i technicy nie obeznani z ta tematyką znajdą w książce systematyczne wprowadzanie w tę dziedzinę techniki. Również doświadczeni konstruktorzy i technolodzy znajdą w niej wyjaśnienia niektórych problemów i odpowiedź na niejedno pytanie związane z konstrukcja tłoczników.

Książka zawiera 241 rysunków i 17 tablic

Spis treści

Część 1 – TECHNOLOGIA WYTŁOCZEK

1. PODSTAWOWE POJĘCIA TEORII PLASTYCZNEGO PŁYNIĘCIA

   1. Wstęp

   2. Pojęcia podstawowe

      1. Miary odkształcenia plastycznego

      2. Warunek stałej objętości

      3. Geometryczna reprezentacja przebiegu odkształcenia

      4. Stan naprężenia

   3. Model ośrodka plastycznego

      1. Warunek plastyczności

      2. Prawo plastycznego płynięcia

      3. Krzywe umocnienia

   4. Praca odkształcania plastycznego

   5. Szczególne przypadki odkształcania

      1. Jednorodne odkształcenie kołowo – symetryczne

      2. Płaski stan odkształcenia

      3. Czyste ścinanie

      4. Płaski stan naprężenia

   6. Tarcie w procesach obróbki plastycznej

   7. Komputerowa symulacja procesów tłoczenia

2. PLASTYCZNE WŁAŚCIWOŚCI BLACH

   1. Skłonność do kruchego pękania

   2. Naprężenie uplastyczniające

      1. Wpływ odkształcenia

      2. Wpływ prędkości odkształcenia

      3. Wpływ temperatury

      4. Starzenie dyslokacyjne

   3. Energia odkształcenia sprężystego

   4. Anizotropia własności plastycznych

   5. Niejednorodność

      1. Wskaźnik niejednorodności blachy

      2. Ewolucja niejednorodności prowadząca do plastycznego pękania

      3. Kierunkowość zanieczyszczeń

   6. Własności wierzchniej warstwy blachy

   7. Wpływ plastycznych własności blachy na jej tłoczność

      1. Cechy wpływające na tłoczność blachy

      2. Zjawiska ograniczające jako kryteria tłoczności

      3. Dobór materiału z uwagi na rodzaj zjawiska ograniczającego

      4. Podsumowanie

3. WYKRAWANIE

   1. Przegląd metod cięcia

   2. Przebieg procesu cięcia blach

   3. Siły występujące przy cięciu i praca cięcia

      1. Cięcie narzędziami o równoległych krawędziach tnących

      2. Cięcie nożami o skośnych krawędziach tnących

   4. Geometryczne cechy wykrojek

      1. Powierzchnia przecięcia

      2. Zakrzywienie powierzchni blachy

      3. Odkształcenie brzegu blachy w pobliżu linii cięcia

      4. Wady wykroejek

   5. Robocze powierzchnie narzędzi

      1. Wymiary narzędzi tnących

      2. Luz między krawędziami tnącymi

      3. Zmiana luzu spowodowana cieplną rozszerzalnością ΔL

      4. Tolerancje wykonawcze stempla T_st i matrycy T_m

      5. Zapas na zużycie stempla Z_st i matrycy Z_m

      6. Sprężynowanie

      7. Wyznaczanie luzów i wymiarów krawędzi tnących

      8. Kształt roboczy powierzchni stempli

      9. Kształt otworu tnącego

   6. Przykłady konstrukcji wykrojników

      1. Dziurkownik

      2. Odcinak

      3. Wykrojnik wielotaktowy

      4. Wykrojnik jednoczesny

4. GIĘCIE

   1. Przegląd metod gięcia

   2. Siły i praca gięcia

      1. Kolejne fazy gięcia sprężysto – plastycznego

      2. Moment uplastyczniający M_p

      3. Moment zginający M_B

      4. Wskaźnik wypełnienia λ

      5. Praca gięcia L

      6. Siła gięcia P

   3. Geometryczne cechy wytłoczek giętych

      1. Zarys nominalny i rzeczywisty

      2. Kształt linii ugięcia

      3. Powrotne odkształcenie sprężyste

      4. Wymiary rozwinięcia

   4. Wady wytłoczek giętych

      1. Rodzaje wad

      2. Bruzda na zewnętrznej powierzchni zgięcia

      3. Esowaty zarys zagiętych ramion

      4. Uszkodzenie powierzchni blachy

      5. Pękanie blachy

      6. Deformacja przekroju poprzecznego

      7. Wgniecenie krawędzi gnącej stempla

   5. Wyginaki typu V

      1. Kolejne fazy gięcia

      2. Wymiary roboczych powierzchni stempli i matryc

      3. Przykłady konstrukcji

   6. Zaginaki typu L

      1. Kolejne fazy zaginania

      2. Kształt i wymiary roboczych powierzchni stempli i matryc

      3. Siły występujące w czasie zginania

      4. Modyfikacja zarysu narzędzi

   7. Zaginaki podwójne typu U

   8. Zaginaki podwójne typu Z

      1. Zaginanie przy użyciu jednolitych stempli i matryc

      2. Zaginanie przy użyciu sprężystych dociskaczy

5. KSZTAŁTOWANIE WYTŁOCZEK O POWIERZCHNI NIEROZWIJALNEJ

   1. Przebieg metod tłoczenia

   2. Przebieg procesu kształtowania

      1. Obszary ciągnienia i rozciągania

      2. Udział ciągnienia i rozciągania w procesie kształtowania

      3. Rodzaje wytłoczek

   3. Zakres odkształceń dopuszczalnych

      1. Zjawiska ograniczające

      2. Wykres odkształceń granicznych

      3. Wpływ plastycznych własności blachy

   4. Rozciąganie

      1. Utwierdzenie obrzeża

      2. Naprężenia i naciski wywierane n powierzchnię blachy

      3. Wpływ tarcia na rozkład odkształceń

      4. Graniczna wysokość wypuklenia

      5. Wytłaczanie wypukleń o złożonym kształcie

      6. Kształtowanie ciśnieniem cieczy

   5. Ciągnienie wytłoczek kołowo – symetrycznych

      1. Przebieg wytłaczania

      2. Geometryczne cechy wytłoczek ciągnionych

      3. Średnica krążka wyjściowego

      4. Siła i praca wytłaczania

      5. Graniczny stosunek średnic

      6. Dociskanie kołnierza wytłoczki do matrycy

      7. Wymiary roboczych powierzchni stempli i matryc

      8. Specjalne metody wytłaczania

   6. Ciągnienie wytłoczek nie spełniających warunku kołowej symetrii

      1. Optymalne kształty wytłoczek

      2. Rozkład odkształceń

      3. Kształt i wymiary wstępnej, płaskiej wykrojki

      4. Fałdowanie płaskich ścianek dna wytłoczki

   7. Przetłaczanie

      1. Sposoby przetłaczania

      2. Zakres dopuszczalnych odkształceń

      3. Kształtowanie wytłoczek kołowo – symetrycznych w kilku operacjach

      4. Przetłaczanie wytłoczek o złożonych kształtach

   8. Kształtowanie obrzeży przez obwodowe rozciąganie

      1. Przebieg kształtowania

      2. Nacisk stempla

      3. Odkształcenie graniczne

      4. Kształt i wymiary roboczych powierzchni narzędzi

      5. Wywijanie kołnierzy pod gwint

   9. Wady wytłoczek

      1. Pękanie blachy

      2. Fałdowanie

      3. Wady kształtu

      4. Wady powierzchni

   10. Rodzaje tłoczników do ciągnienia

       1. Tłoczniki do pras ciągowych podwójnego działania

       2. Tłoczniki ciągowe, jednooperacyjne do pras pojedynczego działania

       3. Tłoczniki wielotaktowe

       4. Tłoczniki do pras wielostanowiskowych

Część II – PODSTAWY KONSTRUKCJI TŁOCZNIKÓW

6. WIERZCHNIA WARSTWA STEMPLI I MATRYC

   1. Rozkład nacisków wywieranych na powierzchnie narzędzi

      1. Lokalny kontakt narzędzia z blachą w stanie sprężystym

      2. Lokalny nacisk narzędzia na materiał w stanie plastycznym

      3. Powierzchnia blachy przylega do powierzchni narzędzia

      4. Nacisk wywierany na obie powierzchnie blachy

   2. Obciążenia wierzchniej warstwy narzędzi

      1. Parametry charakteryzujące obciążenie

      2. Obciążenie narzędzi w typowych operacjach

      3. Naprężenia termiczne

      4. Naprężenia własne, spowodowane procesem wytwarzania narzędzi

   3. Uszkodzenia warstwy wierzchniej

      1. Kruche pękanie

      2. Odkształcenie plastyczne

      3. Pękanie zmęczeniowe

      4. Ścieranie warstwy wierzchniej

      5. Przywieranie kształtowanego materiału do powierzchni narzędzia

   4. Dobór materiałów na stemple i matryce

7. STEMPLE I MATRYCE

   1. Cienkie stemple i ich prowadzenie

      1. Rodzaje stempli

      2. Stemple prowadzone pośrednio przez głowicę tłocznika

      3. Prowadzenie roboczych końców stempli przez matrycę

      4. Prowadzenie roboczych końców stempli przez płytę prowadzącą

      5. Stemple prowadzone tylko przez płytę prowadzącą

   2. Matryce i duże stemple

      1. Matryce jednolite

      2. Matryce i stemple składane z segmentów

      3. Matryce pierścieniowe

      4. Tulejki kształtujące

   3. Uszkodzenia stempli

      1. Rodzaje sił działających na narzędzia

      2. Naprężenia wywołane siłami plastycznego kształtowania

      3. Plastyczna deformacja stempla

      4. Pekanie zmęczeniowe

      5. Wyboczenie

      6. Uszkodzenia stempla spowodowane cięciem częścią jego obwodu

      7. Uszkodzenia spowodowane przywieraniem odpadu do czołowej powierzchni stempla

      8. Uszkodzenia spowodowane przywieraniem do bocznej powierzchni stempla

      9. Uszkodzenia spowodowane termiczną rozszerzalnością stempla

8. ZESPOŁY PŁYT TŁOCZNIKA

   1. Rodzaje i zadanie zespołów płytowych

   2. Obciążenia przenoszone przez płyty

      1. Siły osiowe

      2. Siły poprzeczne

   3. Płyty

      1. Płyty głowicowe i podstawy

      2. Płyty stemplowe i matrycowe

      3. Przekładki stemplowe i matrycowe

      4. Płyty prowadzące i spychające

   4. Elementy ustalające położenie płyt

      1. Czopy

      2. Śruby i kołki ustalające

      3. Wypusty oporowe

   5. Transport i składowanie

9. PROWADZENIE PŁYT TŁOCZNIKA

   1. Zadania i rodzaje układów prowadzących

   2. Charakterystyki sztywności prowadnic

      1. Prowadnice suwaka prasy

      2. Słupowe prowadzenie głowicy tłocznika

      3. Wzajemne oddziaływanie prowadnic suwaka i tłocznika

   3. Konstrukcja prowadnic słupowych

      1. Słupy prowadzące

      2. Ślizgowe tuleje prowadzące

      3. Prowadnice toczne

   4. Prowadzenie ruchomych płyt prowadzących

      1. Prowadzenie na słupach wspólnych z głowicą

      2. Niezależne prowadzenie płyty prowadzącej

10. DOCISKANIE, SYPYCHANIE I WYPYCHANIE WYTŁOCZKI LUB ODPADU

    1. Wprowadzenie

    2. Spychacze i wypychacze sztywne

       1. Ogólne zalecenie

       2. Nieruchome płyty spychające

       3. Pierścienie spychające umieszczane w przelotowych matrycach

       4. Ruchome płyty spychające

       5. Wyrzutniki belkowe w suwaku prasy

    3. Spychacze i wypychacze sprężyste

       1. Dobór sprężyn

       2. Siły tarcia przy spychaniu i wypychaniu

       3. Płyty spychające

       4. Indywidualne tuleje spychające

    4. Dociskacze

       1. Dobór elementów sprężystych

       2. Sprężyste zespoły dociskowe umieszczone pod tłocznikiem

       3. Progi ciągowe i zaciskowe

11. ELEMENTY SPRĘŻYSTE

    1. Rodzaje elementów sprężystych

    2. Porównanie cech użytkowych

       1. Wymiary gabarytowe

       2. Kształt charakterystyki: siła – ugięcie

       3. Dopuszczalny zakres temperatury

       4. Dopuszczalna ilość cykli pracy na minutę

       5. Koszt wykonania tłocznika

       6. Trwałość i konserwacja

    3. Stalowe sprężyny śrubowe

       1. Wielkości charakterystyczne

       2. Zasady doboru sprężyn śrubowych

       3. Konstrukcja gniazd i prowadnic

    4. Sprężyny talerzowe

    5. Elastomerowe elementy sprężyste

    6. Gazowe elementy sprężyste

       1. Cechy charakterystyczne

       2. Gazowe elementy sprężyste współpracujące z zewnętrznym zbiornikiem

       3. Zamknięte elementy sprężyste z wbudowanym zbiornikiem

       4. Płyty z wbudowanymi sprężynami gazowymi

       5. Zalecenie dotyczące umieszczania w tłoczniku

12. PROWADZENIE, POZYCJONOWANIE I USUWANIE KSZTAŁTOWANEGO MATERIAŁU

    1. Wprowadzenie

    2. Rozmieszczenie wykrojów w taśmie

    3. Ręczne podawanie pasów blachy

       1. Prowadzenie pasów

       2. Ograniczenie skoku pasa

       3. Usuwanie odpadów, ażuru i przedmiotu

    4. Tłoczniki z automatycznym przesuwem taśmy

       1. Ogólna charakterystyka

       2. Prowadzenie i unoszenie taśmy

       3. Korygowanie położenia taśmy za pomocą pilotów

       4. Usuwanie odpadów i wytłoczek

    5. Tłoczniki do dalszych operacji

       1. Podawanie półproduktów

       2. Ustalenie położenia

       3. Usuwanie z tłocznika odpadów i wytłoczek

13. TŁOCZNIKI O WZBOGACONEJ KINEMATYCE

    1. Uwagi wstępne

    2. Skok stempla mniejszy od skoku suwaka

    3. Hydrauliczno – gazowy napęd stempli

    4. Okresowe wyłączanie niektórych stempli

    5. Poprzeczne przesuwanie stempli i matryc

    6. Suwaki boczne

       1. Napęd klinowy

       2. Prowadzenie bocznych suwaków

    7. Stemple o ruchu obrotowo - zwrotnym

    8. Gwintowanie otworów