Do podstawowych operacji tłoczenia należą procesy kształtowania wyrobów o powierzchni nierozwijalnej, w większości przypadków wyroby te wykonujemy metodami ciągnienia. W procesach wytłaczania z płaskiego odcinka blachy kształtujemy wytłoczkę, natomiast podczas przetłaczania uzyskujemy zmniejszenie jej wymiarów poprzecznych a zwiększenie wysokości. Wymienione procesy ciągnienia możemy prowadzić przy założeniu, że nie zmienia się grubość ścianki oraz przy założonej zmianie tej grubości, w tak zwanym procesie wyciągania. Nadawanie ostatecznego kształtu wyrobu w zakańczającej proces kształtowania wytłoczki operacji, nazywamy dotłaczaniem.
Celem tłoczenia, prowadzonego zazwyczaj na zimno, jest nadanie żądanego kształtu części materiału w postaci blachy lub płyt nie metalowych, albo z materiału o małej grubości w stosunku do innych wymiarów. W wyniku tłoczenia następuje nie tylko zmiana kształtu, lecz również w skutek wzmocnienia zmiana własności materiału. Te występujące zjawisko w wyrobach tłocznych, które przenoszą większe obciążenia, poprawia własności eksploatacyjne wyrobów, ale jednocześnie może ono utrudnić tłoczenie, przyspieszając powstawanie pęknięć.
Tłoczenie stosuje się w różnych gałęziach przemysłu ze względu na możliwość wytwarzania półwyrobów i wyrobów o złożonych kształtach zarówno płaskich jak i wygiętych, profilowanych przy jednocześnie dużej dokładności kształtowo-wymiarowej łatwej automatyzacji procesu technologicznego i znacznej oszczędności materiału.
Metodą tłoczenia wykonuje się zarówno bardzo małe przedmioty o masie kilkunastu gramów jak i wielkie części samolotów, kotłów, okrętów o masie kilku ton i więcej.
Procesy tłoczenia należą do grupy technologii obróbki plastycznej na zimno i są jedną z najczęściej stosowanych metod kształtowania blach w przemyśle. Ich istotą jest trwałe odkształcenie materiału bez naruszenia jego ciągłości, co pozwala uzyskać określony kształt, wymiar i właściwości powierzchniowe wyrobu. Tłoczenie znajduje szerokie zastosowanie m.in. w przemyśle motoryzacyjnym, elektrotechnicznym, lotniczym, AGD, budownictwie oraz produkcji opakowań metalowych. Podstawy teoretyczne tego procesu opierają się na zasadach mechaniki ośrodków ciągłych, teorii plastyczności oraz właściwościach materiałów metalicznych.
Tłoczenie jako proces obejmuje szereg operacji technologicznych, wśród których wyróżnia się przede wszystkim wykrawanie, gięcie, tłoczenie właściwe (wyoblanie i rozciąganie), zagniatanie, przeginanie i przetłaczanie. Każda z tych operacji charakteryzuje się specyficznym sposobem oddziaływania narzędzi (czyli stempla i matrycy) na materiał oraz odmiennym rodzajem odkształcenia plastycznego. Proces tłoczenia może przebiegać jako operacja jednoetapowa lub wieloetapowa, zależnie od złożoności kształtu wyrobu końcowego.
Z teoretycznego punktu widzenia, podstawą tłoczenia jest przekroczenie granicy plastyczności materiału w wyniku działania naprężeń wywołanych naciskiem narzędzi. W przypadku tłoczenia na zimno operacja ta odbywa się w temperaturze otoczenia lub nieznacznie podwyższonej, co oznacza, że materiał zachowuje swój stan stały, lecz ulega odkształceniom trwałym. Proces ten wymaga uwzględnienia parametrów takich jak: siła tłoczenia, naprężenia kontaktowe, tarcie pomiędzy materiałem a narzędziem, grubość i właściwości mechaniczne blachy, geometria narzędzi oraz warunki smarowania.
Jednym z najważniejszych zjawisk fizycznych towarzyszących tłoczeniu jest przepływ materiału. W zależności od rodzaju operacji tłoczenia, przepływ ten może przebiegać w różnych kierunkach. Przykładowo, w przypadku rozciągania materiał przemieszcza się z obszaru kołnierza w kierunku ścianek powstającego naczynia, natomiast przy przetłaczaniu materiał przemieszczany jest ku dołowi i jednocześnie ku bokom. Charakter przepływu wpływa bezpośrednio na rozkład naprężeń, grubość ścianki oraz możliwość powstania wad, takich jak fałdy, pęknięcia czy miejscowe pogrubienia.
Teoria tłoczenia bazuje na analizie stanu naprężenia i odkształcenia w obrabianym materiale. W zależności od geometrii procesu i warunków technologicznych, można przyjąć różne modele analityczne, takie jak stan naprężenia płaskiego, osiowosymetrycznego lub przestrzennego. W praktyce najczęściej wykorzystywane są uproszczone modele obliczeniowe, pozwalające określić wartość siły tłoczenia, niezbędnej do przeprowadzenia procesu, oraz przewidzieć możliwe deformacje materiału.
W analizie teoretycznej tłoczenia istotne miejsce zajmują również prawa umocnienia materiału, czyli zależności między odkształceniem a naprężeniem w stanie plastycznym. W przypadku metali, które są podatne na umocnienie zgniotowe, dalsze odkształcanie prowadzi do wzrostu oporu plastycznego, co musi zostać uwzględnione przy projektowaniu procesu i doborze odpowiednich narzędzi. Współczesna analiza komputerowa procesów tłoczenia, oparta na metodzie elementów skończonych (MES), pozwala w sposób precyzyjny symulować przebieg procesu, uwzględniając nieliniowe właściwości materiału, kontakt i tarcie, a także przewidzieć powstawanie ewentualnych wad.
Z punktu widzenia technologii produkcji, istotne są także parametry geometryczne procesu, takie jak promień zaokrąglenia stempla i matrycy, naddatki na obróbkę, sposób prowadzenia blachy w procesie oraz ciśnienie docisku. W procesach głębokiego tłoczenia stosuje się często dociski blachy, które zapobiegają fałdowaniu się kołnierza i umożliwiają kontrolowany przepływ materiału do wnętrza matrycy. Wymaga to precyzyjnego doboru siły docisku oraz rodzaju smaru, który zmniejsza opory tarcia i ułatwia przesuw materiału.
Podstawy teoretyczne tłoczenia uwzględniają również zjawiska materiałowe, takie jak anizotropia plastyczna blach, wpływ struktury krystalicznej, obecność wtrąceń niemetalicznych czy efekt sprężystości powrotnej (ang. springback), który powoduje niewielkie odkształcenia sprężyste po zakończeniu procesu, wpływające na dokładność wymiarową wyrobu. Z tego względu ważnym elementem projektowania tłoczenia jest dobór odpowiedniego materiału wsadowego – blachy o określonej czystości, jednorodnej strukturze i odpowiednich właściwościach plastycznych.
Podstawowe procesy tłoczenia obejmują szerokie spektrum zagadnień z zakresu mechaniki ośrodków plastycznych, właściwości materiałów metalicznych oraz analizy procesów technologicznych. Wiedza ta jest niezbędna do prawidłowego zaprojektowania procesu tłoczenia, umożliwia optymalizację parametrów pracy, dobór odpowiednich narzędzi oraz przewidywanie ewentualnych problemów produkcyjnych. Postęp w dziedzinie symulacji komputerowej oraz rozwój materiałów inżynierskich pozwala coraz precyzyjniej kontrolować proces tłoczenia, co przekłada się na wyższą jakość produktów końcowych i większą efektywność ekonomiczną wytwarzania.