ΕΝΟΤΗΤΑ 10 : ΜΗΤΡΕΣ 114 ΣΤΟΧΟΙ: Με τη συμπλήρωση της ύλης της ενότητας αυτής ο μαθητής θα πρέπει ναι: 1. Ορίζει τι είναι μήτρες. 2. Κατονομάζει τις κατηγορίες ταξινόμησης των μητρών. 3. Κατονομάζει τις ομάδες ταξινόμησης των κοπτικών μητρών. 4. Κατονομάζει τους διάφορους τύπους κοπτικών μητρών και τους διάφορους τύπους μητρών διαμόρφωσης. 5. Υπολογίζει από τη σχέση F = S.τ B τη δύναμη κοπής που είναι απαραίτητη για την αποκοπή εργασίας από λωρίδα ελάσματος. 6. Κατονομάζει τους παράγοντες, από τους οποίους εξαρτάται η δύναμη κοπής. 7. Αναφέρει πρακτικές εφαρμογές των κοπτικών μητρών σφηνοκοπής. 8. Αναφέρει πρακτικές εφαρμογές των μητρών ψαλιδοκοπής. 9. Εξηγεί τι είναι τυποποιημένα στοιχεία μητρών 10. Περιγράφει τα βασικά χαρακτηριστικά των τυποποιημένων στοιχείων κατασκευής μητρών. 11. Ορίζει τι είναι μήτρες διαμόρφωσης και να αναφέρει τους βασικούς τύπους μητρών διαμόρφωσης. 12. Κατονομάζει τους βασικούς τύπους καμπτικών μητρών 13. Αναφέρει σε ποιες περιπτώσεις χρησιμοποιούνται οι εκτυπωτικές μήτρες. 14. Εξηγεί με τη βοήθεια κατάλληλου σχήματος την αρχή διεξαγωγής της τύπωσης νομισματοκοπής. 15. Αναφέρει σε ποιες περιπτώσεις χρησιμοποιούνται οι μήτρες σφραγίσματος. 16. Περιγράφει με τη βοήθεια κατάλληλου σχήματος τη διαδικασία της κοίλανσης. 17. Εξηγεί τη σημασία της χρήσης των μητρών στην ομαδική και στη μαζική παραγωγή μηχανολογικών προϊόντων. Γενικά: Οι μήτρες είναι τα ειδικά επιπρόσθετα εκείνα προσαρτήματα που χρησιμοποιούνται κατά κανόνα στις πρέσες για την κατασκευή πολύ μεγάλης ποικιλίας εργασιών: Από μεταλλικά ελάσματα (λαμαρίνες), μεταλλικές ταινίες και Από πλάκες ή φύλλα συνθετικών υλικών, χαρτονιού, δέρματος, υφαντών, καθώς και Από φύλλα υλικών κατασκευής παρεμβυσμάτων (λεπτά φύλλα χαρτονιού, φελλού, αμιάντου, λαστίχου, καθώς και λεπτά φύλλα χάλυβα, αλουμινίου, χαλκού κ.ά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή «τσιουβάδων»). Οι μήτρες χρησιμοποιούνται κατά κανόνα στις πρέσες. Αποτελούνται από δυο βασικά μέρη, το πάνω μέρος, που συνήθως είναι κινητό και το κάτω μέρος, που είναι σταθερό. Το πάνω μέρος των μητρών συγκρατείται κατάλληλα στον κριό της πρέσας και εκτελεί ευθύγραμμη παλινδρομική κίνηση μαζί με τον κριό. Το κάτω μέρος των μητρών τοποθετείται στην τράπεζα εργασίας της πρέσας, ευθυγραμμίζεται με το πάνω μέρος και συγκρατείται κατάλληλα με κοχλίες Τ ή με άλλα μέσα συγκράτησης. Ανάλογα με το σκοπό για τον οποίο χρησιμοποιούνται, οι μήτρες διακρίνονται σε δυο μεγάλες κατηγορίες: 1. Μήτρες κοπτικές 2. Μήτρες διαμόρφωσης. Οι κοπτικές μήτρες διακρίνονται στις: Κοπτικές μήτρες σφηνοκοπής Κοπτικές μήτρες ψαλιδοκοπής. Το μεγαλύτερο μέρος των κοπτικών μητρών που χρησιμοποιούνται στις πρέσες είναι μήτρες ψαλιδοκοπής. Οι κοπτικές μήτρες ψαλιδοκοπής διακρίνονται στους ακόλουθους τύπους: 1. Κοπτικές μήτρες ψαλιδοκοπής χωρίς οδηγό 2. Κοπτικές μήτρες ψαλιδοκοπής με οδηγό 3. Κοπτικές μήτρες ορισμένης σειράς κατεργασιών 4. Κοπτικές μήτρες ακρίβειας 5. Κοπτικές μήτρες απόξεσης 6. Κοπτικές μήτρες αποκοπής του "γύρου" εργασιών που κατασκευάζονται με κοίλανση 7. Κοπτικές μήτρες μορφής 8. Μήτρες αποκοπής του γρέζου στην περιφέρεια σφυρήλατων στοιχείων 9. Μήτρες διατρύπησης και ξεχειλώματος. Κατά παρόμοιο τρόπο και οι μήτρες διαμόρφωσης διακρίνονται σε διάφορους τύπους, ανάλογα με το είδος της διαμόρφωσης για το οποίο προορίζεται κάθε μήτρα. Έτσι γίνεται λόγος για: 1. Μήτρες καμπτικές 2. Μήτρες εκτυπωτικές 3. Μήτρες πιεστικές 4. Μήτρες τύπωσης-μήτρες νομισματοκοπής 5. Μήτρες σφραγίσματος 6. Μήτρες διόγκωσης και στένωσης 7. Μήτρες κοίλανσης. 10.1 Κατασκευή και λειτουργία των κοπτικών μητρών Ο τρόπος κοπής του μεταλλικού υλικού με κοπτικές μήτρες στις πρέσες για την κατασκευή ορισμένης εργασίας, δυνατό να είναι: 1 Σφηνοκοπή (σχ. 10/1) 2 Ψαλιδοκοπή ή διατμητική κοπή (σχ. 10/2).
Η σφηνοκοπή διακρίνεται: - Στη μαχαιροκοπή και - Στη σχιστοκοπή. Σχ. 10/1: Σφηνοκοπή 115 όπου F - Δύναμη κοπής για την αποκοπή της εργασίας από λωρίδα ελάσματος (Ν) S - Επιφάνεια διατμητικής κοπής [mm 2 ] l - Συνολικό μήκος γραμμής κοπής της εργασίας [mm] h- Πάχος ελάσματος της εργασίας [mm] τ Β - Αντοχή διάτμησης του υλικού της εργασίας [N/mm 2 ] Στην περίπτωση που η αντοχή διάτμησης του υλικού της εργασίας δεν είναι γνωστή τότε για ελάσματα από χάλυβα, κράματα χαλκού και κράματα αλουμινίου παίρνεται η αντοχή τους στον εφελκυσμό R m και πολλαπλασιάζεται επί 4/5. Στη περίπτωση αυτή η αντοχή διάτμησης του υλικού τ Β της εργασίας υπολογίζεται όπως πιο κάτω: τ Β = 5 4. Rm [N/mm 2 ] Ο υπολογισμός της δύναμης διάτμησης είναι απαραίτητος γιατί με βάση το μέγεθος της δύναμης καθορίζεται και το μέγεθος της πρέσας που θα χρησιμοποιηθεί για την αποκοπή της κάθε εργασίας. Παράδειγμα Να υπολογισθεί η δύναμη κοπής που είναι απαραίτητη για την αποκοπή με κοπτική μήτρα της εργασίας όπως φαίνεται στο πιο κάτω σχήμα, από λωρίδα ελάσματος χάλυβα πάχους 5 mm, με αντοχή εφελκυσμού R m = 400 N/mm 2. Δύναμη κοπής. Σχ.10/2: Ψαλιδοκοπή ή διατμητική κοπή Η δύναμη που είναι απαραίτητη για την αποκοπή μιας εργασίας από λωρίδα ελάσματος, εξαρτάται από την επιφάνεια διατμητικής κοπής S στην εργασία, σε mm 2 και την αντοχή διάτμησης τ Β του υλικού της εργασίας, σε N/mm 2. Η επιφάνεια διατρητικής κοπής S στην εργασία υπολογίζεται με τον ακόλουθο τρόπο: Υπολογίζεται πρώτα το συνολικό μήκος της γραμμής κοπής της εργασίας l και στη συνέχεια το αποτέλεσμα αυτό πολλαπλασιάζεται επί το πάχος του ελάσματος της εργασίας h. Για τον υπολογισμό της δύναμης κοπής F πολλαπλασιάζεται η επιφάνεια διατμητικής κοπής επί την αντοχή διάτμησης τ Β του υλικού της εργασίας. Επιφάνεια διατμητικής κοπής S = l. h Λύση: Μήκος της γραμμής κοπής Επιφάνεια διατμητικής κοπής S = l. h h = 5 mm Εργασία που θα αποκοπεί από λωρίδα ελάσματος 5mm l = π.d = 62.83 mm Δύναμη κοπής F = S.τ Β S = 62,83.5 = 314,15 mm 2
Δύναμη κοπής F = S. τ Β = S. 5 4 Rm, F = 314,15. 5 4 400 = 100528 Ν F = 100,528 KN Η πρέσα επομένως που θα χρησιμοποιηθεί για αυτή την αποκοπή πρέπει να είναι δυναμικότητας μεγαλύτερης από τη δύναμη κοπής. 10.1.1 Κοπτικές μήτρες σφηνοκοπής Στις μήτρες αυτές, η κοπή του υλικού επιτυγχάνεται με σφηνοειδείς κοπτικές αιχμές. Τα εργαλεία αυτά είναι κατάλληλα για την κοπή χαρτιού, δέρματος, υφαντών υλικών, συνθετικών υλικών, λαστίχου και υλικών κατασκευής παρεμβυσμάτων (τσιουβάδων). Με τις κοπτικές μήτρες σφηνοκοπής (σχ. 10/3) είναι δυνατό να κοπούν τόσο οι εξωτερικές όσο και οι εσωτερικές επιφάνειες μορφής της εργασίας με μια και μόνο διαδρομή της πρέσας (κύκλος εργασίας της πρέσας). Η δυνατότητα αυτή έχει ιδιαίτερη σημασία, όταν οι διαστάσεις μεταξύ των εξωτερικών και των εσωτερικών επιφανειών μορφής της εργασίας πρέπει να βρίσκονται σε ορισμένες προκαθορισμένες ανοχές μεγάλης ακρίβειας. Η κατασκευή μητρών με αυτά τα δεδομένα παρουσιάζει το σημαντικό πλεονέκτημα της εξοικονόμησης του χρόνου κατεργασίας, γιατί για την αποπεράτωση μιας εργασίας είναι απαραίτητος μόνο ένας κύκλος εργασίας της πρέσας (μια πλήρης διαδρομή κριού κοπτικού εργαλείου της πρέσας μεταξύ του άνω νεκρού σημείου - Α.Ν.Σ. και του κάτω νεκρού σημείου - Κ.Ν.Σ.). 10.1.2 Κοπτικές μήτρες ψαλιδοκοπής 116 Το μεγαλύτερο μέρος των κοπτικών μητρών που χρησιμοποιούνται στις πρέσες είναι μήτρες ψαλιδοκοπής. Κοπτικές μήτρες ψαλιδοκοπής χωρίς οδηγό Ο τύπος αυτός μητρών (σχ. 10/4) είναι κοπτικά εργαλεία πρέσας που η κατασκευή τους είναι απλή και εύκολη και επομένως και το κόστος τους σχετικά χαμηλό. Χρησιμοποιούνται πολύ πλατιά στην κατασκευή κυκλικών παράκυκλων (ροδέλων) κατά κύριο λόγο και άλλων απλών εργασιών από ελάσματα. Οι κοπτικές μήτρες ψαλιδοκοπής χωρίς οδηγό αποτελούνται κατά κανόνα από δυο μέρη, τον κοπτικό ζουμπά και την κοπτική πλάκα. Χρήση κατάλληλου αποξεστήρα βοηθά στην ομαλή και συνεχή λειτουργία των μητρών αυτών. Ο αποξεστήρας εφαρμόζεται συνήθως απευθείας με κοχλίωση στην κοπτική πλάκα, μπορεί όμως να συγκρατηθεί κατάλληλα στην πρέσα, με τρόπο ώστε να ρυθμίζεται η θέση του σε σχέση με την κοπτική μήτρα. Σχ. 10/4: Κοπτική μήτρα ψαλιδοκοπής χωρίς οδηγό 10.1.3 Τυποποιημένα στοιχεία μητρών Σχ. 10/3: Κοπτική μήτρα σφηνοκοπής Στα σύγχρονα Μηχανολογικά Εργοστάσια τα διάφορα είδη μητρών κατασκευάζονται κατά μονάδα. Αρκετά στοιχεία μητρών και ιδιοσυσκευών που χρησιμοποιούνται συχνά σε διάφορους τύπους μητρών και ιδιοσυσκευών είναι τυποποιημένα σε εθνικές προδιαγραφές του BSI, DIN, GOAST, TGL κ.ά. Τα στοιχεία αυτά κατασκευάζονται και
προσφέρονται στην αγορά από ειδικά Μηχάνιλογικά Εργοστάσια. Στη συνέχεια εξετάζονται διάφορα τυποποιημένα στοιχεία κατασκευής μητρών. 1. Κοπτικές μήτρες με πλάκα οδηγό Το κάτω μέρος των μήτρων αυτών αποτελείται από: την πλάκα οδηγό τις ενδιάμεσες προσθήκες την κοπτική πλάκα και πολύ συχνά από την πλάκα έδρασης. 117 Καρφωτοί στην πλάκα συγκράτησης του ζουμπά Κοχλιωτοί στην πλάκα συγκράτησης του ζουμπά Πρεσαριστοί στην πλάκα συγκράτησης του ζουμπά (σχ. 10/6). Για τη σταθεροποίηση του οδηγού στην υποδοχή του, στον κριό της πρέσας, υπάρχει κατάλληλη εγκοπή (σχ. 10/7 (1)) ή κατάλληλο κανάλι (σχ. 10/7 (2)) στο σώμα του οδηγού. Η σταθεροποίηση του οδηγού επιτυγχάνεται με κοχλία σταθεροποίησης. Ο τύπος αυτός μητρών (σχ. 10/5) είναι τυποποιημένος σύμφωνα με τον DIN 9867 για εργασίες με διάφορα γεωμετρικά σχήματα. Σχ. 10/6: Οδηγοί συγκράτησης του ζουμπά στον κριό της πρέσας Σχ. 10/5: Κοπτική μήτρα με πλάκα οδηγό 2. Κεφαλές για ζουμπάδες κοπτικών και πιεστικών μητρών Οι κεφαλές για ζουμπάδες κοπτικών και πιεστικών μήτρων (πάνω μέρος της μήτρας), που συνδέονται με τον κριό της πρέσας, αποτελούνται από: τον οδηγό συγκράτησης την πλάκα συγκράτησης του ζουμπά και το ζουμπά. 3. Οδηγοί συγκράτησης του ζουμπά στον κριό της πρέσας Με τη βοήθεια των οδηγών αυτών επιτυγχάνεται η σύνδεση και σταθερή συγκράτηση του πάνω μέρους των μητρών με τον κριό της πρέσας. Οι οδηγοί μπορεί να είναι: Ολόσωμοι με την πλάκα συγκράτησης του ζουμπά Σχ. 10/7: Εγκοπή και περιφερειακό κανάλι σταθεροποίησης του οδηγού συγκράτησης του ζουμπά στον κριό της πρέσας Οι οδηγοί με περιφερειακό κανάλι χρησιμοποιούνται στις περιπτώσεις μήτρων με μεγάλο μέγεθος, όπου η διάμετρος του οδηγού πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 20 mm (d >20 mm). Αντίθετα, οι οδηγοί με εγκοπή σταθεροποίησης χρησιμοποιούνται για μήτρες με μικρό μέγεθος (ιδιαίτερα σε πιεστικές μήτρες). Στις περιπτώσεις απλών κοπτικών μητρών χωρίς οδηγό ή με πλάκα οδηγό, πολύ συχνά δε και στις περιπτώσεις πιεστικών μητρών, ζουμπάς και οδηγός κατασκευάζονται ολόσωμοι (σχ. 10/8)
10.2 Μήτρες διαμόρφωσης 118 Σχ. 10/8: Κοπτικός ζουμπάς και οδηγός ολόσωμοι 4. Πλαίσια συγκράτησης μητρών Τα πλαίσια αυτά (ανταλλακτικά πλαίσια) χρησιμοποιούνται για τη συγκράτηση διαφόρων τύπων μητρών. Αποτελούνται από το πάνω μέρος, το κάτω μέρος και τις στήλες οδηγούς (σχ. 10/9). Ελάσματα, σωλήνες και άλλα ημικατεργασμένα μεταλλικά υλικά διαμορφώνονται χωρίς κοπή με διάφορους τύπους μήτρων διαμόρφωσης και αποκτούν ορισμένο σχήμα με καθορισμένες διαστάσεις, σύμφωνα με κατασκευαστικό σχέδιο. Οι μήτρες διαμόρφωσης διακρίνονται σε διάφορους τύπους ανάλογα με το είδος της διαμόρφωσης για το οποίο προορίζεται κάθε μήτρα. Έτσι γίνεται λόγος για: 1. Μήτρες καμπτικές 2. Μήτρες εκτυπωτικές 3. Μήτρες πιεστικές 4. Μήτρες τύπωσης-μήτρες νομισματοκοπής 5. Μήτρες σφραγίσματος 6. Μήτρες διόγκωσης και στένωσης 7. Μήτρες κοίλανσης. Αυτές οι μήτρες διαμόρφωσης εξετάζονται στη συνέχεια. 10.2.1 Μήτρες καμπτικές Σχ. 10/9: Πλαίσιο συγκράτησης μητρών 5. Κοπτικοί ζουμπάδες μητρών Οι κυλινδρικοί κοπτικοί ζουμπάδες κατασκευάζονται από ειδικά Μηχανολικά Εργοστάσια και προσφέρονται στην αγορά σε ποικιλία τυποποιημένων μεγεθών. Τα εργοστάσια αυτά κατασκευάζουν τυποποιημένα είδη μήτρων και ιδιοσυσκευών και τυποποιημένα στοιχεία μήτρων και ιδιοσκευών. Αυτοί οι ζουμπάδες κατασκευάζονται είτε με κεφαλή είτε χωρίς κεφαλή, με σταθερή διάμετρο ή με κλιμακωτή διάμετρο (σχ. 10/10). Υποβάλλονται σε θερμική επεξεργασία ολικής σκλήρυνσης και σε μηχανική κατεργασία λείανσης. Κατά παρόμοιο τρόπο κατασκευάζονται και προσφέρονται στην αγορά κοπτικοί ζουμπάδες μήτρων με τετραγωνική και ορθογωνική διατομή. Οι μήτρες αυτές χρησιμεύουν για την κάμψη εργασιών, διαμόρφωση που επιτυγχάνεται χωρίς κοπή. Οι εργασίες που προορίζονται να υποστούν διαμόρφωση κάμψης, αποκόπτονται από φύλλα ή λωρίδες ελάσματος με τη βοήθεια κοπτικών μητρών. Στην αρχή της κατεργασίας διαμόρφωσης της κάμψης με καμπτικές μήτρες, η εργασία κάμπτεται ελαστικά (ελαστική παραμόρφωση του υλικού, σχήμα 10/11 (1). Στο σημείο της ακμής κάμψης, το υλικό κατασκευής της εργασίας φορτίζεται στη συνέχεια πέρα από το όριο ροής και έτσι η κάμψη που ακολουθεί είναι μόνιμη (πλαστική παραμόρφωση του υλικού). Σχ. 10/11: Κάμψη εργασίας με καμπτική μήτρα Σχ. 10/10: Κοπτικοί ζουμπάδες μητρών Το τόξο κάμψης στην εργασία είναι στην αρχή της κατεργασίας μεγαλύτερο από την ακτίνα καμπυλότητας που δημιουργείται μετά την κάμψη. Η τελική διαμόρφωση της ακτίνας καμπυλότητας στην εργασία επιτυγχάνεται, όταν ο καμπτικός ζουμπάς φτάσει στο κάτω νεκρό σημείο της διαδρομής του. Η
ακτίνα καμπυλότητας στον καμπτικό ζουμπά δεν πρέπει να είναι πολύ μικρή, γιατί διαφορετικά κατά την κάμψη το υλικό της εργασίας καταπονείται πέρα από το επιτρεπόμενο όριο ελαστικότητας, με αποτέλεσμα να ραγίζει στο σημείο αυτό (ελάττωση του πάχους του υλικού της εργασίας). Οι βασικοί τύποι καμπτικών μητρών είναι: Απλές καμπτικές μήτρες ( σχ. 10/12). Καμπτικές μήτρες για κάμψη εργασιών σε σχήμα Ζ (σχ. 10/13). Καμπτικές μήτρες για κάμψη εργασιών σε σχήμα U (σχ. 10 /14). Χειροκίνητες καμπτικές μήτρες. Μήτρες συστροφής - κάμψης ( σχ. 10/15). 119 Σχ. 10/14: Καμπτική μήτρα με κινητές σιαγόνες για κάμψη εργασιών σε σχήμα U με ακριβείς εσωτερικές διαστάσεις Σχ. 10/15: Μήτρα συστροφής του "ενισχυτικού γύρου" σε κυλινδρικό δοχείο Σχ. 10/12: Απλή καμπτική μήτρα Σχ. 10/13: Καμπτική μήτρα για κάμψη εργασιών σε σχήμα Ζ 10.2.2 Μήτρες εκτυπωτικές Στις εκτυπωτικές μήτρες επιτυγχάνεται η τελική κατεργασία εκτύπωσης μεταξύ του πάνω και του κάτω μέρους της μήτρας, προκατεργασμένων εργασιών από ελάσματα. Το κάτω μέρος της μήτρας φέρει συνήθως δυο κυλινδρικές στήλες - οδηγούς σε διαγώνια διάταξη, στους οποίους εφαρμόζουν με ακρίβεια (συναρμογή ολίσθησης) αντίστοιχες υποδοχές του πάνω μέρους της μήτρας. Το πάνω μέρος της μήτρας συγκρατείται κατάλληλα στον κριό της πρέσας. Το κάτω μέρος της μήτρας τοποθετείται στην τράπεζα της πρέσας, ευθυγραμμίζεται με το πάνω μέρος και συσφίγγεται στην τράπεζα με κοχλίες Τ. 'Όταν το πάνω μέρος της μήτρας βρίσκεται στο κάτω νεκρό σημείο της διαδρομής, όταν δηλαδή η μήτρα είναι κλειστή, η κοιλότητα που σχηματίζεται μεταξύ του πάνω και του
κάτω μέρους της μήτρας έχει τη μορφή που πρέπει να εκτυπωθεί στην εργασία και το ύψος της κοιλότητας είναι ίσο με το πάχος του ελάσματος της εργασίας (σχ. 10/16). Τόσο το πάνω όσο και το κάτω μέρος της μήτρας κατασκευάζονται από χάλυβα εργαλείων και υποβάλλονται σε θερμική επεξεργασία σκλήρυνσης. Πάνω μέρος Εργασία 120 στο κάτω μέρος της μήτρας. Η μήτρα έχει ανάγλυφο το σχήμα που θα τυπωθεί στη μια πλευρά, ενώ ο ζουμπάς τύπωσης έχει το σχήμα που θα τυπωθεί στην άλλη πλευρά της εργασίας. Ο ζουμπάς κατέρχεται προς τα κάτω και συμπιέζει το υλικό της εργασίας το οποίο αναγκάζεται να «γεμίσει» τις εσοχές της μήτρας και του κάτω μέρους του ζουμπά. Εργασίες που πρόκειται να υποστούν κατεργασία τύπωσης πρέπει να κατασκευάζονται από μεταλλικά υλικά, τα οποία συνδυάζουν καλή πλαστικότητα, ώστε οι απαιτούμενες δυνάμεις τύπωσης να μην είναι τόσο μεγάλες και επομένως να περιορίζεται και το μέγεθος των πρέσων στις οποίες θα γίνουν κατεργασίες τύπωσης. Μεταλλικά υλικά με καλή πλαστικότητα, που χρησιμοποιούνται στην τύπωση-νομισματοκοπή, είναι τα κράματα χαλκού, αργύρου, χρυσού κ.ά. Στο σχήμα 10/17 φαίνεται η αρχή διεξαγωγής της τύπωσης-νομισματοκοπής. Κάτω μέρος Σχ. 10/16: Μήτρα εκτυπωτική 10.2.3 Μήτρες πιεστικές Με τις πιεστικές μήτρες κατασκευάζονται σε προκατεργασμένες εργασίες από ελάσματα μικρές κοιλότητες ή κυρτότητες ή και τα δυο. Χαρακτηριστικά παραδείγματα εργασιών που υποβάλλονται σε κατεργασία διαμόρφωσης με τέτοιες μήτρες είναι τα κουτάλια και κουταλάκια, διακοσμητικά αντικείμενα κ.ά. 10.2.4 Μήτρες τύπωσης - νομισματοκοπής Η τύπωση (coining) είναι κατεργασία που γίνεται μόνο σε ψυχρή κατάσταση και εφαρμόζεται στην κατασκευή νομισμάτων, μεταλλίων, μεταλλικών σημάτων με ανάγλυφες παραστάσεις, κλειδιών και άλλων παρόμοιων αντικειμένων. Η εργασία σε σχήμα μεταλλικού δίσκου συνήθως, με την κατάλληλη διάμετρο και πάχος, τοποθετείται Σχ. 10/17: Αρχή διεξαγωγής της τύπωσης-νομισματοκοπής 10.2.5 Μήτρες σφραγίσματος Οι μήτρες σφραγίσματος χρησιμοποιούνται για την κατασκευή με σφράγισμα διαφόρων παραστάσεων σε εργασίες από ελάσματα καθώς και για τη γραφή αριθμών, γραμμάτων, λέξεων ή και ολόκληρων κειμένων πάνω σε μεταλλικές επιφάνειες, όπως είναι τα σώματα μηχανών εσωτερικής καύσης, τα έμβολα, οι διωστήρες και άλλα στοιχεία μηχανών. 10.2.6 Μήτρες διόγκωσης και στένωσης Δοχεία από ελάσματα, τα οποία είναι απαραίτητο για διάφορους λόγους να φέρουν διογκώσεις ή στενώσεις, κατασκευάζονται πρώτα σε πρέσες με μήτρες κοίλανσης και στη συνέχεια υποβάλλονται σε επιπρόσθετη κατεργασία με μήτρες διόγκωσης ή με μήτρες στένωσης. Στο σχήμα 10/18 φαίνεται τυπικό παράδειγμα μήτρας διόγκωσης.
Το εργαλείο διόγκωσης, του οποίου η εξωτερική μορφή είναι η ίδια με την εσωτερική μορφή που πρέπει να έχει η εργασία και που είναι τεμαχισμένο σε δύο ή περισσότερους τομείς, τοποθετείται στο εσωτερικό της εργασίας. Το εργαλείο αυτό είναι διάτρητο και η εσωτερική του επιφάνεια φέρει κατάλληλη κωνικότητα. Ο ζουμπάς της μήτρας φέρει αντίστοιχη κωνικότητα. Έτσι, όταν ο κωνικός ζουμπάς κινείται προς τα κάτω, πιέζει τους τομείς του εργαλείου διόγκωσης και υποχρεώνει το εργαλείο διόγκωσης να ανοίξει. Με το άνοιγμα του εργαλείου διόγκωσης επιτυγχάνεται η διαμόρφωση διόγκωσης της εργασίας, όπως φαίνεται στο σχήμα 10/18. 121 10. 2.7 Μήτρες κοίλανσης Με τις μήτρες κοίλανσης κατασκευάζονται δοχεία με διάφορα γεωμετρικά σχήματα από ελάσματα ή λεπτά φύλλα (foils) χάλυβα, αλουμινίου, χαλκού, χαρτιού κ.ά. Διαδικασία της κοίλανσης Το προκατεργασμένο τεμάχιο ελάσματος (τεμάχιο ελάσματος που κόβεται στις προϋπολογισμένες διαστάσεις κατεργασίας) που θα υποστεί κοίλανση, για να διαμορφωθεί σε ορισμένο συγκεκριμένο προϊόν, τοποθετείται σε κατάλληλη υποδοχή - οδηγό στο κάτω μέρος της μήτρας με τρόπο που να κεντράρεται σε σχέση με το ζουμπά κοίλανσης. Κατάλληλος συγκρατητής πιέζει και συγκρατεί σταθερά το τεμάχιο της εργασίας μέσα στην υποδοχή οδηγό, ώστε να αποκλείεται ο κίνδυνος δημιουργίας «διπλώσεων» στην εργασία κατά την κοίλανση. Κατά την κίνηση του προς τα κάτω ο ζουμπάς κοίλανσης πιέζει το υλικό της εργασίας προς τα κάτω. Στην αρχή, το υλικό της εργασίας κάμπτεται στα σημεία των στρογγυλευμένων ακμών της μήτρας και στη συνέχεια εφελκύεται προς τα κάτω, με αποτέλεσμα να δημιουργείται ένα κοίλο δοχείο (σχ. 10/20). Μήτρα κοίλανσης Χάρη Σχ. 10/18: Μήτρα διόγκωσης Το κάτω μέρος της μήτρας είναι μοιρασμένο με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορεί να ανοίγει, για να αφαιρείται η αποπερατωμένη εργασία. Κατά την κατεργασία στένωσης επιτυγχάνεται ελάττωση της διαμέτρου στα άκρα (στο χείλος) δοχείων δακτυλίων και άλλων εργασιών που κατασκευάζονται με κοίλανση, καθώς επίσης και σωλήνων. Το εργαλείο στένωσης (σχ. 10/19) αποτελείται συνήθως από τη διάταξη συγκράτησης στην τράπεζα της πρέσας, τη μήτρα στένωσης και κατάλληλη υποδοχή της προκατεργασμένης εργασίας. Σχ.10/20: Διαδικασία της κοίλανσης Σχ. 10/19: Μήτρα στένωσης
122 ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ: 1. Να ορίσετε την έννοια «μήτρες». 2. Κατονομάστε τις κατηγορίες ταξινόμησης των μητρών. 3. Κατονομάστε τις ομάδες ταξινόμησης των κοπτικών μητρών. 8. Κατονομάστε τους διάφορους τύπους μητρών διαμόρφωσης. 9. Επεξηγείστε με τη βοήθεια του πιο κάτω σχήματος την αρχή διεξαγωγής της τύπωσης νομισματοκοπής. 4. Κατονομάστε τους διάφορους τύπους κοπτικών μητρών και τους διάφορους τύπους μητρών διαμόρφωσης. 5. Υπολογίστε από τη σχέση F = s.τ Β τη δύναμη κοπής που είναι απαραίτητη για την αποκοπή με κοπτική μήτρα, της εργασίας που φαίνεται στο πιο κάτω σχήμα. Ως πρώτη ύλη θα χρησιμοποιηθεί χαλύβδινη λωρίδα ελάσματος πάχους 3mm, με αντοχή εφελκυσμού R m =350 N/mm 2. 15 10. Να περιγράψετε με τη βοήθεια του πιο κάτω σχήματος τη διαδικασία διεξαγωγής της κοίλανσης εργασίας από έλασμα. 5 20 Χάρη 30 6. Γράψετε τις πρακτικές εφαρμογές των κοπτικών μητρών σφηνοκοπής. 7. Συμπληρώστε τις ονομασίες των διαφόρων μερών της κοπτικής μήτρας ψαλιδοκοπής χωρίς οδηγό που φαίνεται στο πιο κάτω σχήμα. 4 3 1 2 5