Capitolul 4Prelucrarea pieselor metalice prin deformare plastic

A) Bazele prelucrrilor prin deformare plastic1) Noiuni generaleDeformarea plastic = metod de prelucrare prin care piesele finite sau semifinite se obin ca urmare a aciunii unor fore exterioare ce modific n mod continuu sau intermitent, fr ndeprtare de material, forma semifabricatelor supuse prelucrriiAvantajele deformrii plastice:n comparaie cu procedeele de prelucrare prin achiere, este un procedeu de prelucrare avantajos n ceea ce privete economia de materialproductivitate ridicatse pot obine piese cu form geometric relativ complexmaterialele prelucrate prezint proprieti mecanice mbuntite (se obin structuri mai dense i fibraj creat n urma prelucrrii)precizie ridicatmanoper relativ redusdin punct de vedere al gabaritului se pot obine piese de la cteva grame la sute de tonepot fi prelucrate o gam larg de materiale: oeluri carbon, oeluri slab sau nalt aliate, metale i aliaje neferoaseDezavantajele deformrii plastice:investiii iniiale maricost ridicat la sculelor

Procedeele de deformare plastic au la baz proprietatea de plasticitate a metalelor i aliajelor: capacitatea metalelor i aliajelor de a cpta deformaii permanente fr a-i distruge integritatea (fisura) sub aciunea unor fore exterioareOrice corp sufer att deformaii elastice e, ct i deformaii plastice p, deformaia total fiind: = e + pDeformaia elastic:Dup nlturarea forelor exterioare corpul i revine la forma lui iniial (sufer o deformaie p sub o anumit valoare convenional, de exemplu 0,2 %)Deformarea are loc prin deplasarea atomilor din poziiile lor de echilibru stabil, n poziii corespunztoare unei valori minime a energiei lor poteniale, mrimea deplasrii nedepind ordinul de mrime al distanei dintre atomiDeformaia elastic produs este adeseori proporional cu tensiunea (respect legea lui Hooke: = /E) i nu produce modificri n structura intern a metalului sau a aliajuluiDeformaia plastic:Dup nlturarea forei exterioare corpul nu mai revine la starea i dimensiunile iniiale (sufer o deformaie p peste valoarea convenional)Deformaia produs nu mai respect legea lui Hooke, iar corpul sufer modificri dimensionale i structurale importante A) Bazele prelucrrilor prin deformare plastic (continuare)

2) Mecanismul deformrii plasticeDin punct de vedere macroscopicDeformarea plastic se poate explica prin existena pe curba tensiune-deformaie a unui domeniu de curgere (figura a)Materialele metalice care nu prezint aceast zon de deformare sunt considerate fragile (ruperea se produce nainte ca deformarea plastic s apar) (figura b) A) Bazele prelucrrilor prin deformare plastic (continuare)Din punct de vedere microscopicDeformarea plastic a metalelor i aliajelor cu plasticitate ridicat se datoreaz modificrii echilibrului dintre grunii cristalini sau din interiorul grunilor cristaliniAceste modificri se produc prin: alunecare, maclare sau combinat (alunecare i maclare)Deformarea plastic prin alunecare const n deplasarea de pachete de atomi (dislocaii defecte liniare), sub aciunea unor tensiuni tangeniale, de-a lungul unor plane cristaline, numite plane de alunecare (plane cu densitate maxima de atomi);

Deformarea plastic prin maclare const n modificarea orientrii unei pri a monocristalului n raport cu un plan de separaie numit plan de maclare, ntr-o nou poziie simetric cu cealalt parte.

3) Fenomene care nsoesc prelucrarea prin deformare plasticPrelucrarea prin deformare plastic este nsoit de urmtoarele fenomene:a) Ecruisareb) Recristalizarec) Apariia structurii fibroased) Modificarea proprietilor mecaniceAceste fenomene afecteaz materialul supus prelucrrii, modificndu-i n mod substanial comportarea n timpul solicitrilor sau a prelucrrilor ulterioare

A) Bazele prelucrrilor prin deformare plastic (continuare)

Ecruisarea - este determinat de frnarea deplasrii dislocaiilor de piedici sau bariere (ex.limite de gruni) care se formeaz n metale chiar n procesul deformrii plastice. Se produce n timpul prelucrrii prin deformare plastic la rece datorit urmtoarelor modificri ale proprietilor materialului: Creterea rezistenei la rupere a materialuluiCreterea duritii materialuluiDiminuarea unor proprieti ce caracterizeaz plasticitatea materialului (alungirea relativ i gtuirea)A) Bazele prelucrrilor prin deformare plastic (continuare)La un anumit grad de deformare, plasticitatea scade n asemenea msur, nct prelucrarea n continuare prin deformare plastic nu mai este posibil, din cauza rezistenei crescnde opuse de material i a pericolului de apariie a crpturilor pentru a prelucra n continuare materialul trebuie restabilit plasticitatea acestuia printr-un tratament termic de recoacere de recristalizarePentru a se putea realiza un grad de deformare mai ridicat este necesar ca deformarea s se efectueze n mai multe etape, intercalndu-se ntre dou etape un tratament termic de recristalizare nefazicb) Recristalizarea - se produce la nclzirea metalelor i a aliajelor ecruisate i const n reorganizarea reelei deformate i apariia unor noi centre de recristalizare. Efecte: se elimin complet tensiunile interne; scade duritatea i rezistena la deformare; crete plasticitatea; se intensific fenomenul de difuzie al atomilor n interiorul cristalelor omogenizarea chimic a grunilor neomogeni i nlturarea microfisurilor ce apar n timpul deformrii. n cazul metalelor pure, recristalizarea are loc la o temperatur dat de relaia aproximativ:Tr 0,4Ttopire

c) Apariia structurii fibroasen urma prelucrrii prin deformare plastic la cald materialul capt o structur fibroas, cu fibrele orientate pe direciile de curgere a materialului metalic;Mecanismul formrii structurii fibroase: n timpul deformrii plastice, grunii cristalini iniiali se deformeaz, alungindu-se pe direcia de curgere a metalului (figura a)incluziunile nemetalice aflate n structur vor suferi deplasri i deformri asemntoare (figura b)datorit prelucrrii la cald se produce recristalizarea (figura c), ceea ce duce la formarea unor noi gruni cristalini (acest fenomen nu duce ns la redistribuirea incluziunilor nemetalice care, rmnnd deformate i orientate, separ metalul n fibre)fibrele nu trebuie s se ntretaie, ci s urmreasc conturul piesei d) Modificarea proprietilor mecaniceSunt influenate urmtoarele caracteristici ale oelului: rezistena mecanic la rupere; rezistena la curgere; energia absorbit prin rupere prin oc (reziliena); gtuirea; alungirea relativ; rezistena la obosealEfecte:aceste caracteristici devin mai bune n urma prelucrriimaterialul prezint ns proprieti mecanice anizotrope, din cauza existenei structurii fibroase (n direcia longitudinal aceste proprieti sunt mai bune dect n direcia transversal)A) Bazele prelucrrilor prin deformare plastic (continuare)

4) Legile (principiile) prelucrrii prin deformare plasticComportarea metalelor i aliajelor n timpul deformrii plastice respect anumite principii stabilite pe cale teoretic i experimentalCunoaterea lor este necesar pentru realizarea piesei dorite n condiiile unui cost sczut i a unei productiviti mariLegile prelucrrii prin deformare plastic:a) Legea volumului constantb) Legea coexistentei deformaiei elastice cu deformaia plastic c) Legea minimei rezistene d) Legea apariiei i echilibrrii tensiunilor interne e) Legea similitudinii A) Bazele prelucrrilor prin deformare plastic (continuare)

a) Legea volumului constantn timpul deformrii volumul materialului rmne constant

V0 = V = const. h0b0l0 = hbl = const.sau: = 1unde: = l / l0 este coeficientul de alungire = b / b0 este coeficientul de lire = h / h0 este coeficientul de reducere a nlimiisau, prin logaritmare:ln + ln + ln = 0

Suma gradelor de deformare logaritmice dup cele trei direcii de deformare este nul; oricare dintre gradele de deformare logaritmice va avea mrimea absolut egal cu suma algebric a celorlalte dou, tot n valoare absolutNu ia n considerare pierderile de material prin ardere i prin ndesarea materialului cu goluri interioareCu ajutorul acestui principiu se calculeaz volumul i dimensiunile semifabricatului iniial, pornindu-se de la volumul piesei finite.A) Bazele prelucrrilor prin deformare plastic (continuare)b) Legea coexistenei deformaiei elastice cu deformaia plastic Deformaia total este dat de suma deformaiilor elastice i plastice;Orice deformare plastic este anticipat i nsoit permanent de o deformare elastic ale crei valori sunt n funcie de mrimea efortului cu care se execut deformarea plastic, conform legii lui Hooke ( = E)Deformarea plastic a oricrui material metalic, pe orice direcie, este nsoit ntotdeauna de o deformare elastic mai mult sau mai puin semnificativPrezena deformaiilor elastice trebuie luat n considerare la calculul mrimii deformaiilor necesare transformrii unui semifabricat metalic ntr-o pies cu anumite caracteristici dimensionaleNeglijarea n calcule a deformaiilor elastice duce la obinerea unei piese cu abateri dimensionale mari

A) Bazele prelucrrilor prin deformare plastic (continuare)c) Legea minimei rezistenen timpul deformrii plastice particulele se deplaseaz pe direcia pe care lucrul mecanic efectuat este minim;Orice deformaie plastic se produce mai uor n direcia n care rezistena ntlnit este minim punctele corpului deformat, situate pe o suprafa perpendicular pe direcia forelor exterioare, se deplaseaz n direcii corespunztoare celor mai mici distane fa de perimetrul seciuniiDeformaia maxim se produce n acea direcie n care se va deplasa cea mai mare cantitate de materialPrincipiul permite s se prevad ce form va cpta un semifabricat supus unei anumite solicitrid) Legea apariiei i echilibrrii tensiunilor internen timpul deformrii plastice, n interiorul materialului apar tensiuni ce se opun deformrii i care tind s se echilibreze reciprocAceste tensiuni apar datorit frnrii dislocaiilor n timpul deformrii plastice, a neomogenitii proprietilor mecanice ale materialului, a neomogenitii compoziiei chimice, a frecrii dintre scul i material etc.Tensiunile interne micoreaz plasticitatea materialului poate duce la apariia fisurilorMsuri pentru evitarea apariiei tensiunilor interneReducerea, pe ct este posibil, a frecrilor dintre suprafaa materialului ce se prelucreaz i suprafaa sculeiAlegerea unei forme a semifabricatului ct mai apropiat de cea a piesei finite

A) Bazele prelucrrilor prin deformare plastic (continuare)e) Legea similitudiniiPentru aceleai condiii de deformare, la dou corpuri geometric asemenea, care au aceleai faze structurale, aceeai compoziie chimic i aceleai caracteristici mecanice, deformarea plastic decurge identicPresiunea de deformare p i, respectiv, p1 sunt egale ntre ele, raportul forelor de deformare F, respectiv F1, este egal cu ptratul raportului mrimilor liniare caracteristice l, respectiv l1, iar raportul lucrurilor mecanice L, respectiv L1, necesare pentru schimbarea formei, este egal cu cubul raportului mrimilor liniare ale corpului deformat:

5) nclzirea materialelor metalice n vederea prelucrrii prin deformare plastic

Pentru ca materialele s poat fi uor prelucrate prin deformare plastic trebuie s prezinte rezisten mic i plasticitate ridicatLa majoritatea materialelor condiiile de mai sus pot fi realizate prin nclzireLa temperaturile la care are loc deformarea la cald, rezistena la deformare este de circa 8...10 ori mai mic i plasticitatea de 3...5 ori mai mare dect la temperatura ambiantPrincipalii parametri ai regimului de nclzire:a) intervalul de temperatur la care se poate face deformareab) viteza de nclzirec) durata nclzirii A) Bazele prelucrrilor prin deformare plastic (continuare)

a) Intervalul de temperatur la care se poate face deformareaDeformarea plastic se face ntr-un interval de temperatur delimitat superior de temperatura de nceput de deformare Ti i inferior de temperatura de sfrit de deformare Ts;Din punctul de vedere al rezistenei la deformare, temperatura de nceput de deformare Ti trebuie s fie ct mai ridicat, dar din punctul de vedere al plasticitii, temperatura nu trebuie s depeasc valoarea la care plasticitatea ncepe s scad (datorit creterii excesive a grunilor i datorit nceperii procesului de topire la contactele intercristaline); Valoarea maxim a temperaturii Ti este limitat de fenomenul de supranclzire (apar oxidri puternice, se formeaz gruni grosolani, se produce decarburarea oelului, arderea i topirea zonei intercristaline).Limita inferioar Ts se stabilete n funcie de natura materialului pentru evitarea unor transformri structurale nedorite i este limitat de gradul de deformare ce se poate realiza la acea temperatur i structura ce se urmrete s se obin n urma deformrii.

A) Bazele prelucrrilor prin deformare plastic (continuare)

b) Viteza de nclzireReprezint creterea temperaturii semifabricatului n unitatea de timp (C / h, (min, s))Este limitat de:caracteristicile materialului nclzitutilajele folosite pentru nclziretensiunile interioare (termice) care se nasc n semifabricat n timpul nclzirii din cauza neuniformitii temperaturii pe seciunePrin introducerea ntr-un mediu cald, prile exterioare ale semifabricatului se nclzesc mai repede i se dilat mai mult dect cele de la interior pe seciunea semifabricatului apar tensiuni interne de sens contrarnclzirea se face progresiv pentru a evita apariia tensiunilor interne care pot fisura piesa (nclzirea se realizeaz cu vitez mic pn la 2/3 din timpul de nclzire, apoi cu vitez mare)A) Bazele prelucrrilor prin deformare plastic (continuare)c) Durata de nclzireSe coreleaz cu viteza de nclzire i intervalul de temperatur la care se poate face deformareaDepinde i de: tipul instalaiei folosite; forma i dimensiunile semifabricatelor; modul de aezare al acestora pe vatra cuptoruluid) Mediul de nclzireSe alege n funcie de: natura materialului semifabricatului (de tendina de oxidare a acestuia); precizia impus operaiei de deformare; costul materialului etc. Mediul de nclzire folosit poate fi:obinuit (cu caracter oxidant rezultat n urma arderii complete a combustibilului n exces de aer)neutru (atmosfer controlat rezultat al meninerii n echilibru a componentelor gazoase, O2, CO2, H2O etc., cu materialul nclzit, n aa fel nct s nu se produc oxidarea sau decarburarea)inert (de obicei n curent de argon)

Clasificarea instalaiilor de nclzire n funcie de sursa de cldur folositA) Bazele prelucrrilor prin deformare plastic (continuare)

B) Procedee de prelucrare prin deformare plastic1) LaminareaLaminarea procedeu de prelucrare prin deformare plastic, la rece sau la cald, care const n trecerea forat a semifabricatului printre doi cilindri ce se rotesc n sensuri contrare sau n acelai sensScheme de laminare:Laminare longitudinalLaminare transversalLaminare oblic (elicoidal)

n timpul laminrii se produc:Micorarea grosimii h = h0 h1Creterea lungimii materialului l = l1 l0Creterea limii materialului b = b1 b0

Pentru a realiza un anumit grad de deformare se execut mai multe treceri succesive ale semifabricatului printre cilindrii laminorului (cu micorarea prealabil a distanei dintre acetia);Calculul numrului de treceri necesar pentru a obine o reducere de seciune de la S0 la Sn: pentru prima trecere: gradul de deformare parial 1 = l1 / l0 = h0 b0 / h1 b1 = S0 / S1pentru a doua trecere: gradul de deformare parial 2 = S1 / S2..pentru n treceri: n = Sn-1 / Sngradul de deformare total:

considernd gradele de deformare pariale ca fiind egale:

Stadiile de realizare a procesului de laminare:Prinderea materialului ntre cilindrii laminoruluiLaminarea propriu-zisIeirea materialului dintre cilindriB) Procedee de prelucrare prin deformare plastic (continuare)

Semifabricate iniiale utilizate la laminare:LingouriBare (blocuri) turnate continuuProduse laminate n prealabil etc.Procesul tehnologic include urmtoarele operaii de baz: nclzirea lingourilor, laminarea propriu-zis, tierea la lungime fix, nlturarea eventualelor defecte.Produse obinute prin laminare:Bare cu diverse dimensiuni i seciuniProfile cu configuraie simpl sau complexTable (subiri, groase) i benziSrmeProduse speciale (bandaje, roi, arbori, palete)Profile periodice (bile, arbori, nituri etc.)Produse intermediare:Blumuri semifabricate cu seciune ptrat sau dreptunghiular de min. 225 cm2 (150150 ... 400400 mm) relaminare sau forjare n pieseagle semifabricate cu seciune ptrat (150150 ... 400400 mm), dreptunghiular (150150 ... 400400 mm) sau rotund ( 80 ... 350 mm) relaminare sau forjare n pieseleburi sau Brame semifabricate cu seciunea dreptunghiular (h = min. 80 mm, b = 300 ... 350 mm) relaminare (n table groase, platbande sau benzi) sau forjare n piesePlatinele semifabricate cu seciunea dreptunghiular (h = 6 ... 30 mm, b = 150 ... 400 mm) relaminare n pachete pentru obinerea tablelor subiriBenzi semifabricate cu seciunea dreptunghiular (h = 1,0 ... 12 mm, b = 20 ... 1550 mm) relaminare la rece n benzi subiri sau profile i pentru fabricarea evilor sudate

B) Procedee de prelucrare prin deformare plastic (continuare)

Utilaje folosite la laminareLaminor sistemul de maini care servete la realizarea procesului de laminare propriu-zis i a operaiilor auxiliare necesareLinia de laminare utilajul de baz a laminorului:Caja de lucru CLCilindrii de lucruCadrul cajeiLagrele cilindrilorDispozitive de reglare a distanei dintre cilindriMotoarele de acionare MMecanismele de transmisie MTB) Procedee de prelucrare prin deformare plastic (continuare)

2) Extrudarea Extrudarea procedeul de prelucrare prin deformare plastic, la rece sau la cald, ce const n trecerea unui semifabricat metalic prin orificiul calibrat al unei matrie, sub aciunea unei fore de compresiune aplicate cu ajutorul unui poansonExtrudarea la rece: se aplic de obicei pentru obinerea pieselor sau semifabricatelor din metale i aliaje neferoase sau din oeluri carbon cu coninut redus de carbon (sub 0,4 %)Extrudarea la cald: se aplic n general pentru obinerea profilelor din metale i aliaje neferoase sau din oeluriB) Procedee de prelucrare prin deformare plastic (continuare)Clasificarea metodelor de extrudare (n funcie de sensul deplasrii materialului extrudat ve n raport cu sensul de deplasare a poansonului vp):Extrudare direct aExtrudare invers bExtrudare combinat c

Stadiile extrudrii:Procesul de extrudare are loc n trei faze distincte corespunztoare curselor s1, s2, s3 efectuate de poanson:Faza I (cursa s1)Semifabricatul este refulat la dimensiunile containeruluiFora de extrudare crete de la zero la o valoare corespunztoare curgerii plastice a materialului FmaxCursei s1 i corespunde L1 lucrul mecanic necesar refulriiFaza a II-a (cursa s2)Materialul curge prin orificiul matrieiFora de extrudare scade uorCursei s2 i corespunde L2 lucrul mecanic consumat pentru extrudare i L3 lucrul mecanic necesar nvingerii forelor de frecare dintre container i semifabricatFaza a III-a (cursa s3)Poansonul se deplaseaz n zona conului staticAre loc o cretere pronunat a foreiCursei s3 i corespunde L4 lucrul mecanic necesar nvingerii forelor de frecare n zona conului staticB) Procedee de prelucrare prin deformare plastic (continuare)

Etapele procesului tehnologic:Pregtirea semifabricatului:Debitarea (prin forfecare, strunjire)Curirea: degresare (n soluii alcaline), decapare (sol. HCl), splareDepunerea purttorului de lubrifiant (fosfatarea suprafeei prin introducerea pieselor n bai slab acide de fosfat de zinc)Lubrefierea cu lubrefiani solizi (var, talc etc.)Extrudarea propriu-zis;Aplicarea tratamentelor termice i executarea operaiilor finale (ex.: protecie anticoroziv)TT pregtitoare (pentru creterea deformabilitii materialului semifabricatelor)TT intermediare (pentru restabilirea plasticitii materialului ecruisat dup mai multe operaii de extrudare)TT finale (pentru asigurarea caracteristicilor mecanice ale produselor extrudate)Domenii de aplicareObinerea de piese finite sau profile complicate, care nu pot fi realizate prin alte procedee de prelucrare plastic a metalelor (laminare, forjare etc.)Deformarea plastic prealabil n vederea mririi posibilitilor de obinere a unor piese complicate prin alte procedee de deformareObinerea de piese finite sau profile complicate, care se pot fabrica i prin alte procedee, dar care se execut mai economic prin extrudare

B) Procedee de prelucrare prin deformare plastic (continuare)

Produse obinute prin extrudareBare rotunde sau profilate cu lungimea pn la 20 mBare cu diametrul de la civa mm pn la 300 mmevi cu grosimea peretelui de la 0,025 mm i diametrul de 0,3 mm pn la diametrul de 350 ... 400 mm i grosimea pereilor 1,5 ... 8 mmButelii i recipiente pentru gaze, produse cosmetice sau alimentareRecipiente bimetaliceB) Procedee de prelucrare prin deformare plastic (continuare)

Scule pentru extrudareMatrieMatrie pentru extrudare directMatrie pentru extrudare inversMatrie pentru extrudare combinatPoansoanePoansoane pentru extrudare directPoansoane pentru extrudare inversPoansoane pentru extrudare combinatTipuri de matrie pentru extrudareTipuri de poansoane pentru extrudareB) Procedee de prelucrare prin deformare plastic (continuare)Utilaje pentru extrudarePrese mecanicePrese hidrauliceUtilaje specializate destinate exclusiv proceselor de extrudare

3) Tragerea i trefilareaTragerea procedeul de prelucrare prin deformare plastic, la rece sau la cald, ce const n trecerea forat a materialului prin deschiderea unei matrie a crei seciune este mai mic dect seciunea iniial a semifabricatului, sub aciunea unei fore de traciuneTrefilarea procedeul de tragere aplicat pentru fabricarea srmelorSchema tragerii i trefilriiB) Procedee de prelucrare prin deformare plastic (continuare)

Tehnologia tragerii i trefilrii:Pregtirea materialului cuprinde: curirea de oxizi (pe cale mecanic -sablare, pe cale chimic imersare n soluii acide; aplicarea purttorului de lubrifiant (acesta menine lubrefiantul pe suprafaa piesei) prin imersarea n bi cu compoziie chimic adecvat ex.: bi de sulfat de cupru (operaie numit cuprare), bi de fosfat de zinc (operaie numit fosfatare)Ascuirea semifabricatului la unul din capete (vrfuirea) pentru a permite intrarea lui n matri sau filier (se realizeaz prin forjare, laminare)Lubrefierea pentru micorarea coeficientului de frecare se face cu lubrifiant solid (var, talc) sau cu lubrifiant lichid (ulei solubil n ap)Tragerea propriu-zis n funcie de gradul de reducere se efectueaz dintr-o singur trecere sau o succesiune de treceriAplicarea tratamentelor termice :TT pregtitoare (pentru creterea deformabilitii materialului semifabricatelor)TT intermediare (se execut dup fiecare trecere sau dup mai multe treceri cnd se produce ecruisarea pentru restabilirea plasticitii materialului ecruisat)TT finale (pentru asigurarea caracteristicilor mecanice a produselor obinute)Operaii de completare curirea, sortarea, controlul tehnic de calitate, etc.B) Procedee de prelucrare prin deformare plastic (continuare)

Produse obinute prin tragere:Bare trase dintr-un produs laminat la caldProfile simple i complexeProfile speciale care nu mai necesit prelucrri prin achierePene, ghidaje, arbori canelai etc.evi cu perei subiriProduse obinute prin trefilare:Srme foarte groase 6 ... 16 mmSrme groase 3 ... 6 mmSrme mijlocii 1 ... 3 mmSrme subiri 0,5 ... 1,8 mmSrme fine max. 0,5 mmB) Procedee de prelucrare prin deformare plastic (continuare)

Scule pentru tragere i trefilare:Influeneaz calitatea produsului tras i randamentul instalaiei de tragereSunt confecionate din oel de scule, aliaje dure, iar pentru obinerea srmelor cu diametrul mai mic de 0,5 mm, din materiale extradure sau diamantZonele caracteristice profilului orificiului matriei (pentru tragere)Con de intrare - 1Zon de calibrare - 2Con de ieire 3Zonele caracteristice profilului orificiului filierei (pentru trefilare):Con de intrare - 1 asigur racordarea deschiderii filierei la suprafaa ei frontal i o repartizare uniform a solicitrilor care apar la intrarea srmei n filierCon de ungere - 2 (unghiul de deschidere 60) asigur ungerea srmei, formarea i antrenarea n zona urmtoare a filmului de lubrifiantCon de trefilare - 3 (unghiul de deschidere 8 ... 24) n el are loc deformarea plastic a srmei de la diametrul iniial la cel finalCon de calibrare - 4 (unghiul de deschidere 1 ... 2) asigur uniformitatea dimensional a srmei trefilateCon de ieire - 5 (unghiul de deschidere 60 ... 80) asigur uniformizarea solicitrilor n aceast zon a filierei

B) Procedee de prelucrare prin deformare plastic (continuare)

Scule i instalaii pentru tragere i trefilare:Instalaii utilizate n procesul de trefilare: instalaii de trefilare cu tambur (simple cu o singur filier, multiple cu mai multe filiere montate una dup alta)

Instalaii utilizate n procesul de tragere: banc de tragere (cu acionare mecanic sau hidraulic)

Main cu tambur pentru trefilat cu o singur filier1-vrtelni pentru srma semifabricat; 2-dispozitiv de ungere; 3-filier; 4-portfilier; 5-tob de tragere; 6-motor electric de acionare; 7-reductor; 8-cuplaj; 9-roi dinate conice (angrenaj conic)Banc de tragere cu acionare mecanicB) Procedee de prelucrare prin deformare plastic (continuare)

4) ForjareaForjarea procedeul de prelucrare prin deformare plastic a unui semifabricat, la rece sau la cald, care const n modificarea formei i dimensiunilor semifabricatului iniial (fr distrugerea acestuia) sub aciunea unor fore de compresiune statice ori dinamice, exercitate de prese sau ciocane.Semifabricatele destinate forjrii se pot prezenta n dou stri:Turnat lingouriLaminat blumuri, brame, platine, agle, bareClasificarea forjrii:Dup gradul de libertate a materialului n timpul deformrii:a) Forjare liber semifabricatul se deformeaz liber n spaiul dintre sculele de lucru (ciocan i nicoval)b) Forjare de profilare la care sculele profilate restricioneaz deplasarea materialului dup anumite direciic) Forjare n matri (matriare)- semifabricatul este obligat s ocupe cavitatea unei matrie (deformarea semifabricatului este limitat dup toate direciile)Dup temperatura la care are loc deformarea:Forjare la receForjare la caldDup viteza de deformare:Forjare cu viteze mariForjare cu viteze miciDup modul de deformare:Forjare manualForjare mecanicB) Procedee de prelucrare prin deformare plastic (continuare)

a) Forjarea liberMaterialul se deformeaz liber sau dirijat de scule simple ori profilate, sub aciunea unor fore aplicate unidirecionalConst n combinarea unor operaii simple, numite i operaii elementare sau game de forjare, care se succed ntr-o anumit ordine ce depinde de forma i dimensiunile piesei ce trebuie realizat.Procedee (operaii) de forjare liber:RefulareantindereaGurireandoireaRsucireaTierea

B) Procedee de prelucrare prin deformare plastic (continuare)

Refularea este operaia de forjare liber ce const n comprimarea unui semifabricat n direcia axei principale. Prin refulare se mresc dimensiunile seciunii transversale ale semifabricatului pe seama micorrii nlimii sale 1-epruveta iniial; 2-epruvet refulat; 3-scula de deformare;Fr-fora de refulare; d0, h0 dimensiunile semifabricatului iniial; D, h dimensiunile piesei obinute dup refulare.ntinderea este operaia de forjare liber prin care se realizeaz mrirea lungimii semifabricatului pe seama micorrii seciunii transversale. ntinderea poate fi simpl, cu lire sau profilat.b0, h0 dimensiunile semifabricatului iniial; b1,h1 dimensiunile piesei obinute dup ntindere.B) Procedee de prelucrare prin deformare plastic (continuare)

Gurirea este operaia de forjare liber prin care se realizeaz perforarea unui semifabricat cu ajutorul unui dorn plin sau tubular; se realizeaz n mai multe faze 1-epruveta; 2-semifabricatul refulat; 3-nicovala; 4-dornul de pregurire; 5 prelungitor; 6-dornul de gurire; 7-dornul de strpungere; 8-dornul de calibrare; Fr, Fp, Fg, Fs, Fc fora necesar refulrii, preguririi, guririi, strpungerii i calibrrii;d0, h0 dimensiunile semifabricatului iniial; D, h dimensiunile piesei obinute dup refulare.ndoirea este operaia prin care se realizeaz curbarea unui semifabricat dup un contur determinat. ndoirea se poate realiza att pe dorn ct i n matri B) Procedee de prelucrare prin deformare plastic (continuare)

Rsucirea este operaia de prelucrare prin forjare liber ce const n rotirea unor pri ale semifabricatului n jurul axei longitudinale cu un unghi a crui mrime este determinat de forma i configuraia piesei 1-nicovale; 2-semifabricat; 3-furc de rsucire;F-fora de rsucire.Lrgirea pe dorn este operaia prin care se realizeaz mrirea diametrului interior i exterior al unui semifabricat inelar sau tubular, pe seama micorrii grosimii acestuia 1-semifabricatul iniial de dimensiuni di0, de0, b0, s0; 2, 5 nicovale; 3-dornul de lrgire;4-produsul forjat de dimensiuni finale di1, de1, b1;F-fora necesar lrgirii pe dorn.B) Procedee de prelucrare prin deformare plastic (continuare)

ntinderea pe dorn este operaia care const n modificarea diametrului exterior i a lungimii unui semifabricat tubular sub aciunea unor loviri succesive 1, 3-nicovale; 2-semifabricatul iniial de dimensiuni l0, de0, s0; 4-dornul de ntindere; 5-produsul forjat de dimensiuni finale l1, de1, s1;F-fora necesar ntinderii pe dorn.Tierea prin forjare este operaia de prelucrare prin forjare liber ce const n separarea total sau parial a unor buci de semifabricat n piese sau n semifabricate pentru alte procedee de prelucrare 1-semifabricat ; 2-produs; 3-scule folosite.B) Procedee de prelucrare prin deformare plastic (continuare)

b) Forjarea de profilare (forjare de precizie)Procedeul prin care semifabricatele sunt deformate plastic cu o precizie mai bun dect la forjarea liberTehnologii de forjare de profilareForjare radialForjarea roilor dinateForjarea arborilor cotiiB) Procedee de prelucrare prin deformare plastic (continuare)

Forjarea de profilare Forjarea radialProcedeul const n deformarea plastic a unui semifabricat cu ajutorul a 24 ciocane care acioneaz simultan dup direcii opuse; semifabricatul primete o micare de avans i o micare de rotaie, iar operaia executat este o ntindere; se utilizeaz pentru fabricarea semifabricatelor cu seciune constant (bare, profile, evi) sau a semifabricatelor cu seciune variabil.Forjarea de profilare Forjarea roilor dinateSemifabricatul se nclzete la temperatura de forjare cu ajutorul unui inductor; semifabricatul este danturat prin presarea lui ntre sculele (rolele) care antreneaz totodat semifabricatul pe msur ce acesta se deformeaz; danturarea se realizeaz dup 3..5 treceri (rotaii) ale semifabricatului ntre scule

Forjarea de profilare Forjarea arborilor cotiiSemifabricatele de pornire sunt obinute prin forjare radial dup care se strunjesc pentru a obine treptele de diametre corespunztoare; se combin micarea de deplasare sub aciunea forei F cu refularea simultan a celor dou brae laterale (sub aciunea forei F1); se utilizeaz la fabricarea unor arbori cotii cu dimensiuni mari, ce nu pot fi obinui prin matriare

B) Procedee de prelucrare prin deformare plastic (continuare)

c) MatriareaEste procedeul tehnologic de deformare plastic la rece sau la cald a unui semifabricat n cavitatea profilat a unei scule de lucru numit matri.Semifabricatul brut, debitat la dimensiunile necesare i nclzit la temperatura optim de deformare, se aeaz n locaul din semimatria inferioarEste lovit sau presat cu o for cresctoare de semimatria superioar, sub aciunea creia metalul se deformeaz, pn la umplerea locaului matriein funcie de modul n care are loc deformarea plastic a materialului metalic prelucrat, matriarea se face:n matri deschis matriare cu bavur (materialul poate curge n afara locaului matriei - colecteaz surplusul de metal, rezultat dup umplerea complet a cavitii matriei, i atenueaz loviturile semimatriei superioare asupra celei inferioare)n matri nchis matriare fr bavur (materialul este obligat s ocupe integral cavitatea matriei)

B) Procedee de prelucrare prin deformare plastic (continuare)

Utilaje folosite la forjare liber i matriareCiocane mecanice deformeaz materialul ce se prelucreaz prin aciunea energiei cinetice a unei mase aflate n micareCu abur sau aer comprimatCu simplu efectCu dublu efectCu autocompresieCu acionare mecanicPrese acioneaz asupra metalului n mod static; fora de presare crete lent, de la zero la valoarea maximHidrauliceCu friciuneCu manivelMaini speciale sunt destinate unei game reduse de piese, cu o anumit configuraie i de o anumit mrime; pot lucra fie prin presare, fie prin lovire (ex.maina orizontal de forjat)

B) Procedee de prelucrare prin deformare plastic (continuare)

Tehnologii de prelucrare prin deformare plastic a tablelor;Prelucrarea tablelor subiri (grosimea tablei sub 4 mm) se realizeaz de obicei la recePrelucrarea tablelor groase (grosimea tablei peste 4 mm) se realizeaz de obicei la cald

C) Prelucrarea tablelor prin deformare plastic

Operaii de prelucrare a tablelor prin tiere (separarea total sau parial a unei pri din semifabricatul supus prelucrrii):Tierea prin forfecare (operaia de tiere dup un contur deschis, drept sau curb, cu ajutorul a dou tiuri aparinnd la dou cuite aflate n micare relativ) (ex: foarfece cu lame paralele, foarfece cu lame nclinate-ghilotine,foarfece cu discuri, foarfece cu cuit vibrator) Tierea prin tanare (operaia executat cu o scul complex numit tan avnd cel puin dou elemente active (unul mobil - poanson, unul fix plac de tiere), adecvate scopului propus; Operaii de tiere prin tanare:Decupare operaia de tiere dup un contur nchis pentru separarea complet a unor semifabricate sau piesePerforare operaia de tiere dup un contur nchis pentru separarea complet a unei pri din material ce constituie deeulCalibrare operaia de tiere prin care se ndeprteaz de pe conturul pieselor surplusul de material rmas dup operaia de decupare sau perforare, pentru a mbuntii calitatea suprafeelor i a le corecta formaRetezare operaia de tiere dup un contur deschis pentru separarea complet a unei pri din semifabricat Tunderea operaia de tiere dup un contur nchis a marginilor neuniforme ale unor piese cave obinute, n prealabil, printr-o operaie de prelucrare prin deformare (ambutisare)C) Prelucrarea tablelor prin deformare plastic (continuare)

Operaii de prelucrare a tablelor prin deformare (deplasarea unei pri a tablelor n raport cu celelalte pri fr distrugerea acesteia i fr eliminare de material):

ndoire-const n modificarea formei unui semifabricat prin ncovoiere plan n jurul muchii rectiliniiRoluire - const n curbarea captului unui semifabricat plan pentru a forma parial sau total o suprafa cilindric cu diametru mic, pentru diferite articulaii; se poate executa: liber (fr ca semifabricatul s flambeze pentru R < 3,3s) sau n jurul unui dorn (pentru R > 3,3s)Curbare - const n ndoirea tablelor i benzilor pentru a le da o form conic sau cilindricAmbutisare - const n modificarea formei unui semifabricat, de la forma plan la una cav sau n mrirea adncimii unui semifabricat cav cu sau fr modificarea grosimii pereilor; se poate realiza cu sau fr inel de fixare.

C) Prelucrarea tablelor prin deformare plastic (continuare)

Fasonare - se schimb forma semifabricatului din tabl prin deformare local, grosimea lui rmnnd practic constant; operaii de fasonare:

Reliefarea - const n executarea unei deformaii de mic adncime (ambutisare local de adncime) n vederea obinerii unor inscripii, deseneRsfrngerea const n deformarea marginilor gurilor (formarea unui guler la guri)Umflarea - const n lrgirea pieselor cave sau a semifabricatelor din eav, prin ntinderea materialului n direcie radial, din interior spre exterior (cu poansoane de cauciuc, cu lichid n loc de poanson)Gtuirea - se micoreaz seciunea transversal a evilor sau a capetelor pieselor cave prin presarea materialului din exterior (se realizeaz prin apsarea pe partea frontal a semifabricatului i prin mpingerea lui n orificiul conic al matriei)

C) Prelucrarea tablelor prin deformare plastic (continuare)

evi tuburi cu lungimea mult mai mare dect diametrul sau alt dimensiune transversal echivalentClasificarea evilor:Dup tipul aliajului din care sunt confecionate: oel, font, aliaje neferoase de cupru, aluminiu, plumb, staniu etc.Dup forma seciunii: circular, oval, poligonal etc.Dup grosimea pereilor: obinuit, cu perei subiri, cu perei groiDup procedeul de execuie: evi fr sudur; evi sudateD) Fabricarea evilor

Fabricarea evilor fr sudur prin turnareProduse: evi scurte cu diametru mijlociu sau mare, cu/fr ramificaii i coturiProcedee de turnare: turnarea n forme cu perei groi (n dou rame sau n solul turntoriei prin formare cu ablonul), turnarea centrifugal (pentru fabricarea tuburilor din font)prin tragereTragerea reprezint un procedeu secundar de fabricare a evilorSemifabricate folosite: evi laminate sau sudate crora li se reduc diametrul i grosimea pereilorprin extrudareExtrudarea reprezint un procedeu secundar de fabricare a evilorProduse: evi cu perei subiri i cu o form a seciunii transversale diferite dect cea circular (ce nu se pot realiza prin relaminare)Metodele de extrudare:Extrudare directExtrudare inversD) Fabricarea evilor (continuare)

prin laminare:

etape tehnologice pentru fabricarea evilor prin laminare:obinerea evilor brute (eboe) prin perforarea semifabricatelor pline pe laminoare speciale sau pe preselaminarea eboelor pentru reducerea grosimii pereilorfinisarea evilor pentru obinerea dimensiunilor finale ale evilor

procedee uzuale de fabricare a evilor laminate la cald:

procedeul Stiefel - Eboele se realizeaz prin perforarea semifabricatelor ntr-o caj de laminare oblic, cu ajutorul unui dop perforator; pentru finisare, eboele sunt laminate pe dorn la o caj duo automat (cu cilindrii calibrai rotunzi) i la o caj de netezire (de laminare oblic); n final, evile sunt trecute fr dorn interior printr-un laminor de calibrare

procedeul Mannesmann - Eboele se realizeaz prin perforarea semifabricatelor (agle) pe prese, cu ajutorul unui dorn; pentru prima etap de finisare, eboele sunt laminate pe dorn lung la o caj periodic de tip Pilgher (avnd cilindrii de lucru cu calibru variabil pe circumferin -n dreptul zonei concave cilindrii merg n gol-la mersul n gol al cilindrilor eboa avanseaz); eava obinut se poate prelucra n continuare, dac este cazul, pe utilajele de netezire i calibrare prezentate la procedeul Stiefel

D) Fabricarea evilor (continuare)

Fabricarea evilor sudate longitudinal (pe generatoare)Se obin din semifabricate sub form de bandEtape principaleFormarea evii prin deformare succesiv a benzii pe o instalaie cu roleSudarea longitudinalelicoidalSe obin din semifabricate sub form de bandEtape principaleFormarea evii prin deformare ntr-o matri cu suprafa curb sau cu role decalate ntre eleSudarea elicoidal cu arc electric sub strat de flux la exterior sau la exterior i interior (n funcie de grosimea peretelui evii)D) Fabricarea evilor (continuare)

E) Defectele pieselor deformate plasticDefectele pieselor realizate printr-un anumit procedeu de deformare plastic sunt clasificate pe grupe, fiecare grup avnd mai multe categorii de defecte.Clasificarea general a grupelor de defecte:1 forme, dimensiuni i mase necorespunztoare: lips de material, dezaxri, bavuri etc.2 defecte de suprafa: arsuri, suprapuneri de material etc.3 discontinuiti i goluri: crpturi, fisuri i goluri4 incluziuni solide5 defecte de structur: decarburare, segregaii, arderi etc.6 compoziie chimic i caracteristici fizico-mecanice necorespunztoare