Proces wykonywania elementów metodą tłoczenia

W produkcji części z blachy istotne znaczenie ma nie tylko i wyłącznie zyskanie właściwego kształtu, ale też zachowanie wymiarów na kolejnych etapach obróbki. Właśnie dlatego sposób formowania materiału dobiera się do geometrii szczegółu, jego przeznaczenia oraz działu zastosowanej blachy. Tłoczenie jest procesem, w którym metal zmienia swój kształt pod wpływem nacisku wywieranego przez narzędzie, bez konieczności usuwania znacznej części materiału.

W zależności od konstrukcji wykonywanego przedmiotu proces może obejmować w głównej mierze gięcie, wycinanie, wykrawanie, przetłaczanie albo głębsze formowanie. Elementy tłoczone spotyka się w wielu konstrukcjach technicznych, ponieważ ta metoda pozwala wykonywać zarówno niewielkie najmniejsze elementy, jak i większe części o określonej geometrii. Z punktu widzenia technologii ważne jest jednak to, że właściwie każdy kształt wymaga osobnej oceny sposobów jego stworzenia.

Podczas projektowania procesu należy zwrócić uwagę na zachowanie materiału po opuszczeniu narzędzia. Blacha poddana naciskowi nie za każdym razem pozostaje z uwagą w takim położeniu, jakie nadano jej w trakcie formowania. Występuje zjawisko sprężynowania, którego wielkość zależy między innymi od rodzaju metalu, jego grubości oraz zastosowanego kształtu. W praktyce znaczy to, że wymiary i kąty z projektu nie mogą być analizowane tylko na podstawie końcowego rysunku. Znaczenie ma też sposób prowadzenia materiału podczas operacji. Przy zbyt sporym odkształceniu mogą pojawić się pęknięcia, miejscowe pocienienie albo fałdy. Z kolei zbyt ostrożnie wybrane parametry mogą nie pozwolić na osiągnięcie wymaganej geometrii. Dlatego przy bardziej trudnych częściach na prawdę bardzo często bierze się pod uwagę kilka kolejnych operacji zamiast próby uformowania całego szczegółu w jednym etapie.

Tłoczenie metalu wymaga także dobrego dostosowania narzędzia do materiału. Matryca, stempel i elementy prowadzące muszą współpracować w sposób pozwalający kontrolować ruch blachy. Nawet niewielkie różnice w wymiarach narzędzia mogą mieć znaczenie przy cienkich materiałach albo detalach, w których ważne jest dokładne położenie otworów i krawędzi. W ustaleniach produkcyjnych istotny jest także stan powierzchni roboczych. Zanieczyszczenia, uszkodzenia czy stopniowe zużycie mogą modyfikować sposób kontaktu narzędzia z blachą. Efekt nie za każdym razem jest widoczny od razu, dlatego kontrola wykonywanych części ma znaczenie także wówczas, gdy proces przebiega pozornie bez przeróbek. W sytuacji produkcji większej liczby identycznych detali wyjątkową uwagę zwraca się na iteracja wymiarów, ponieważ niewielkie odchylenia mogą z czasem utrudnić późniejsze łączenie albo montaż.

Na przebieg procesu wpływa też przygotowanie samego materiału. Różnorakie gatunki stali, aluminium czy innych metali mogą odmiennie reagować na nacisk i rozciąganie, wręcz o ile mają podobną grubość. Ważne są między innymi właściwości mechaniczne, kierunek walcowania a także stan powierzchni. Przy kształtowaniu utworzenia warto więc uwzględnić nie tylko i wyłącznie oczekiwany kształt, lecz też sposób ułożenia elementu w arkuszu i ilość materiału potrzebną do przeprowadzenia kolejnych operacji. W niektórych przypadkach konieczne jest pozostawienie odpowiednich fragmentów technologicznych, które zostaną wykasowane dopiero w przyszłości. Takie decyzje wpływają na ilość odpadów, czas obróbki i możliwość uzyskania powtarzalnego wymiaru. Finalny wygląd a także geometria części są zatem wynikiem współdziałania materiału, narzędzia i parametrów procesu, a nie jedynie kształtu nadanego przez prasę.

Warto zobaczyć: cięcie laserem stali.