Kształtowanie blach metodą tłoczenia – najważniejsze zagadnienia

Przy wykonywaniu części z blachy sam projekt kształtu nie przesądza jeszcze o sposobie jego uzyskania. Równie istotne są właściwości materiału, grubość arkusza, wielkość odkształcenia a także wymagania dotyczące dokładności. W zależności od wykorzystania można spotkać szczegóły o prostych formach, niemniej jednak także części z głębokimi zagłębieniami, przetłoczeniami i powierzchniami o zmiennym kierunku.

Tak powstają elementy tłoczone wykorzystywane w różnych konstrukcjach i urządzeniach. Z praktycznego punktu widzenia istotne jest to, że materiał podczas formowania nie zachowuje się jak sztywna płytka. Rozciąga się, przesuwa i zmienia własną grubość, a sposób tych przekształceń uzależniony jest od konkretnego kształtu. Przy bardziej wymagających detalach niewłaściwe założenia przyjęte na początku mogą zatem powodować kłopoty dopiero na dalszym etapie wykonywania części.

Dobór metalu ma bezpośredni wpływ na przebieg całej operacji. Różnorodne gatunki stali, aluminium czy innych stopów mają odmienne właściwości związane z rozciąganiem i odkształcaniem. Materiał, który świetnie sprawdza się przy płytkim formowaniu, nie musi zachowywać się w bardzo podobny sposób podczas wykonywania głębszych kształtów. W procesie zwanym jako tłoczenie metalu znaczenie ma też grubość blachy. Zbyt duże odkształcenie na niewielkim obszarze może doprowadzić do miejscowego pocienienia, a następnie do pęknięcia. Z kolei przy najlepszym rozłożeniu przekształceń kształtu materiał może być formowany etapami. W praktyce właśnie dlatego niektóre detale wymagają kilku operacji zamiast jednej. Właściwie każdy kolejny etap zmienia sposób, w jaki materiał reaguje na nacisk, dlatego kolejność poszczególnych czynności ma znaczenie dla końcowej geometrii.

Osobnego uwzględnienia wymagają narzędzia stosowane w trakcie kształtowania blachy. Ich powierzchnie robocze muszą odpowiadać przewidzianej geometrii, ale równie istotne są wzajemne odległości i sposób prowadzenia materiału. Przy zbyt małym luzie może dojść do nadmiernego nacisku, jednak zbyt duża przestrzeń robocza może wpływać na dokładność formowania. W przypadku elementów o otworach i wąskich fragmentach kłopotem byworaz lokalne osłabienie przekroju. W pewnych sytuacjach detal wygląda właściwie bezpośrednio po wykonaniu, lecz podczas dalszej operacji ujawniają się odkształcenia, których przedtem nie było widać. Z tego powodu kontrola nie zawsze ogranicza się do sprawdzenia kilku wymiarów. Przy bardziej złożonych częściach konstatuje się też kształt powierzchni, położenie charakterystycznych punktów oraz zachowanie elementu po zdjęciu go z narzędzia.

Na finalną postać części wpływa również to, co dzieje się po samym formowaniu. Szczegół może wymagać dodatkowego gięcia, wykonania otworów, łączenia z innymi częściami albo obróbki powierzchniowej. Jeśli takie operacje nie zostaną uwzględnione przedtem, mogą zmienić wymiary albo kształt uzyskany w trakcie tłoczenia. Znaczenie moraz sprężynowanie materiału, czyli częściowy powrót do wcześniejszej formy po usunięciu obciążenia. Jego wielkość zależy między innymi od rodzaju metalu, grubości a także geometrii detalu. W produkcji seryjnej dochodzi jeszcze zużycie narzędzi, które może stopniowo wpływać na iteracja wymiarów. Dlatego sposób wykonywania części z blachy jest związany nie tylko i wyłącznie z samym momentem nacisku, lecz z całym przebiegiem obróbki, od przygotowania materiału i narzędzia aż po kontrolę gotowego detalu.

Polecamy: cięcie laserowe.