1

5.2. Stabilirea volumului şi dimensiunilor semifabricatului iniţial

Volumul semifabricatului iniţial se determină cu relaţia:

Vsi = Vpm + Vb+Va (22)

în care: Vpm este volumul piesei matriţate inclusiv al puntiţelor; Vb - volumul bavurii; Va - volumul pierderilor prin ardere. Semifabricatele iniţiale pentru matriţare sunt laminatele cu secţiune transversală rotundă sau pătrată. Ţinând seama de costul fabricaţiei lor se impune în limitele posibilităţilor tehnologice utilizarea celor cu profiluri pătrate care sunt mai ieftine.

2Fig. 15. Piese tipice aparţinînd grupei I:

a - roată dinţată; b - piesă cu flanşă; c - piesă de tip cruce cardanică

La stabilirea dimensiunilor semifabricatului iniţial trebuie să se ţină seama de grupele de formă din care fac parte piesele matriţate. Din punctul de vedere al formei piesele matriţate pot fi împărţite în trei grupe şi anume: Grupa I - piesele care au în planul de separaţie suprafaţa circulară, pătrată sau de altă formă (roti dinţate, piese cu flanşe, piese inelare, piese sub formă de cruci cardanice, etc.) Cîteva piese tipice aparţinînd acestei grupe sunt prezentate în figura 15.

3

Fig. 16, Piese tipice apaţinînd grupei a II-a: a - bieletă; b - ax cu furcă; c - fuzetă.

Grupa II - piesele cu axa longitudinală dreaptă şi cu secţiunea transversală variind ca formă şi dimensiuni pe toată lungimea axei (biele, fuzete, axe cu furcă de capăt, etc.) Piese tipice aparţinînd grupei a II-a sunt prezentate în figura 16.

4

Fig. 17. Piese tipice aparţinînd grupei a IIIa: a - bielă; b - arbore cotit; c - pîrghie; d - ax cu excentric

Grupa III - piesele cu axa longitudinală curbă situată în acelaşi plan şi cu secţiuni transversale variind ca formă şi dimensiuni pe toată lungimea axei (arbori cotiţi, pirghii cu fuzetă de capăt, pîrghii cu braţ, etc). Piese tipice aparţinînd grupei a III-a sunt prezentate în figura 17.

5

Pentru piesele din grupa I dimensiunile transversale ale semifabricatului iniţial se determină cu relaţiile:

a) pentru semifabricate cu secţiune transversală circulară

b) pentru semifabricate cu secţiune transversală pătrată

(23)

(24)

.08,1m

Vd sisi

în care m reprezintă raportul dintre lungimea şi diametrul sau latura semifabricatului iniţial (m=1,5...2).

6

Pentru piesele aparţinmd grupei a II-a se impune mai întîi stabilirea secţiunii transversale a semifabricatului iniţial cu relaţia:

pm

sisi L

VS (25)

în care Lpm este lungimea piesei matriţate în planul de separaţie.

Fig. 18. Exemplu de stabilire a secţiunilor transversale maximă şi minimă de-a lungul axei longitudinale a unei piese aparţinând

grupei a II-a

Cunoscîndu-se valoarea secţiunii, in continuare aceasta se compară cu valorile secţiunilor transversale maxime şi minime aflate în planuri perpendiculare pe axa piesei matriţate, la care se mai adaugă şi secţiunile transversale ale bavurii şi eventual puntiţelor aflate în acelaşi plan (fig. 18 ).

Pentru comparare atât secţiunea semifabricatului iniţial SSI cât şi cele două (maximă şi minimă) ale piesei matriţate Smax şi Smin se vor transforma în diametre echivalente conform relaţiei:

ke Sd .13,1 (26)

7

După stabilirea valorilor diametrelor dsi, dpmax şi dpmin se verifică dacă semifabricatului iniţial determinat cu relaţia (25) corespunde realizării piesei matriţate analizate. In acest scop trebuie îndeplinită condiţia:

maxmin .1,1.4,1 psip ddd (27)

In cazul în care condiţia nu este îndeplinită se recurge la alegerea unui alt semifabricat. Secţiunea transversală a acestuia trebuie de această dată să fie egală cu secţiunea cea mai mare a piesei Spmax, iar lungimea să rezulte din volumul Vsi al semifabricatului iniţial.Piesele din grupa a IlI-a se caracterizează prin axa longitudinală curbă. Dacă axa longitudinală curbă este situată în acelaşi plan şi se consideră fibră neutră, piesele matriţate pot fi diferenţiate între ele prin: excentricitatea "e" a tronsoanelor învecinate, distanţa "a" între braţele învecinate şi dimensiunea transversală d a tronsoanelor. Aceste elemente sunt caracteristice manivelelor şi arborilor cotiţi. Condiţiile de diferenţiere tipo- dimensionala ale acestor piese sunt prezentate în figura 19.

8

Flg. 19. Piese de tipul manivelelor şi arborilor cotiţi: a-e d; b- e>d; c- a >1,5d şi e d; d-a<l,5d; e-a>l,5d şi

e>d

La piesele de tipul celor din fig a, c şi d lungimea semifabricatului iniţial se determină în aceleaşi condiţii ca în cazul pieselor din grupa a II-a. Dacă însă piesele fac parte din categoria celor din fig b şi e înainte de aplicarea relaţiilor prezentate la piesele din grupa a II-a, ele se vor desfăşura după lungimea fibrei neutre.Pentru desfăşurarea unei curburi, lungimea arcului în linie dreaptă se calculează cu relaţia:

în care: R este raza arcului fibrei neutre;a - unghiul la centru al arcului.

180.

RI (28)

9

5.3. Locaşurile matriţei5.3. Locaşurile matriţeiCavităţile executate în cele două jumătăţi de matriţă cu scopul de a dirija curgerea materialului în timpul deformării plastice se numesc locaşuri de matriţare sau locaşurile matriţei. La rândul lor aceste locaşuri se împart în: locaşuri de finisare, locaşuri de eboşare şi locaşuri pregătitoare. Locaşul de finisare

Locaşul de finisare reprezintă negativul piesei matriţate cu cote la cald, la care se adaugă canalul de bavură. Dimensiunile locaşului de finisare se stabilesc ţinând seama de dilatarea materialului în condiţiile deformării plastice la cald. Valoarea mărită a fiecărei dimensiuni liniare a pieselor matriţate aflate la temperatura de deformare se stabileşte cu relaţia:

)1(01 tll (29)

în care:l1 - lungimea dimensiunii considerate la temperatura de matriţare, în mm;l0 - lungimea dimensiunii considerate la 20°Ca - coeficient de dilatare termică liminară, în 1 /°C;t - diferenţa de temperatură dintre temperatura de sfîrşit de matriţare şi

temperatura mediului ambiant, în °C.

10

Aplicând relaţia prezentată la toate dimensiunile piesei matriţate, rezultă cotele formei cavităţilor în care se obţin formele tehnologice finale a pieselor. Dacă temperatura de sfârşit de matriţare (Tsm) nu este identică cu temperatura considerată în relaţia de calcul a dimensiunilor cavităţilor, nu se vor realiza în final dimensiunile nominale ale piesei matriţate. De exemplu, prin terminarea matriţării cu 100°C mai sus, dimensiunile piesei în stare rece vor fi cu aproximativ 0,1% mai mici. Din cele arătate rezultă ca respectarea temperaturii de sfârşit de matriţare (Tsm) reprezintă o condiţie esenţială în obţinerea dimensiunilor la rece ale piesei matriţate. Finalizarea procesului de matriţare la o anumită temperatură impusă este dependentă de viteza de răcire a semifabricatului în timpul deformării plastice la cald (vrăc) şi de timpul de matriţare (tm), cu alte cuvinte este necesară determinarea temperatura de început de matriţare (Tîm). Temperatura de început de matriţare se determină cu relaţia:

mracsmim tvTT . (30)

În cazul pieselor cu cavităţi inegale în adîncime amplasarea locaşurilor de finisare trebuie astfel făcută incît cavităţile mai adânci să se găsească în semimatriţa superioară şi cele mai puţin adânci în semimatriţa inferioară. Umplerea inegală a semimatriţelor în cazul matriţării la ciocane se explică pe de o parte prin inerţia momentană a materialului, iar pe de altă parte prin răcirea diferenţiată a acestuia, întrucît în semimatriţa superioară răcirea este mai puţin pronunţată decât în semimatriţa inferioară.

11

Locaşul de eboşare ca şi cel de finisare, reprezintă negativul piesei matriţate cu deosebirea că dimensiunile acestui locaş sunt mai mici în plan orizontal şi mai mari în plan vertical faţă de dimensiunile indicate în desenul de piesă matriţata. Rolul locaşului de eboşare este de a uşura curgerea materialului în locaşul de finisare şi de a mări durabilitatea matriţei.Dimensionarea locaşului de eboşare se face în aşa fel încât conturul piesei eboşate să urmărească conturul piesei matriţate, iar matriţarea în locaşul următor (finisor) să se producă prin refulare şi nu prin împingere. In acest scop, pe înălţime dimensiunile piesei eboşate respectiv ale locaşului de eboşare, trebuie să fie mai mari cu 15...20% decât dimensiunile piesei matriţate, iar în direcţie orizontală pe grosime şi nu pe lungime, dimensiunile piesei eboşate trebuie să fie micşorate faţă de cele ale piesei matriţate aproximativ în aceeaşi proporţie.Stabilirea exactă a dimensiunilor pe orizontală pentru locaşul de eboşare se face astfel încît volumul de material cuprins în acest locaş să fie egal cu volumul piesei matriţate inclusiv bavurile. Razele de racordare ale locaşului de eboşare sa iau mai mari cu 2...5 mm. în comparaţie cu aceleaşi raze ale locaşului finisor, iar înclinările de matriţare se iau egale în ambele cazuri.

12

In cazul pieselor cu proeminenţe egale în ambele părţi ale planului de separaţie se recomandă ca locaşurile de eboşare şi de finisare să fie astfel amplasate încât piesa eboşată să nu poată fi introdusă în locaşul de finisare fără o prealabilă rotire cu 180° în jurul axei longitudinale, fapt ilustrat în figura 20. După cum s-a arătat în cazul matriţării la ciocane cavităţile de sus se umplu mai uşor decît cele de jos. Prin rotirea piesei cu 180° în jurul axei longitudinale proeminenţele care Ia eboşare s-au format mai puţin trec în partea superioară a locaşului de finisare unde curgerea materialului se produce mai uşor, iar cele care s-au format mai mult trec în partea inferioară. În cazul pieselor cu nervuri înalte şi subţiri (fig. 21),

Fig. 21. Construcţialocaşului de eboşare şi

finisare pentru obţinereaunei nervuri subţiri

Fig.20- Poziţia reciprocă a locaşurilor de eboşare (a)

şi de finisare (b)

13

precum şi al pieselor cu secţiune transversală în formă de H sau T (fig. 22) matriţele trebuie astfel executate încât formarea nervurilor să se producă numai parţial în locaşul de eboşare şi restul în locaşul de finisare.

fig. 22. Conturul locaşurilor de eboşare şi finisarepentru piesele cu nervuri în secţiune transversală:

a-h< b; b-h = (1...2)b; c-h>2b.

In figurile 21 şi 22 este prezentat haşurat şi cu linii pline conturul locaşului de eboşare şi cu linii punctate conturul locaşului de finisare pentru formarea unei nervuri. Se observă că razele de racordare sunt mai mari pentru locaşul de eboşare în comparaţie cu cel de finisare, iar unghiul de înclinare este acelaşi în ambele cazuri. In ceea ce priveşte volumul cavităţilor pentru formarea nervurii acesta se calculează astfel încât plusul de material din porţiunile A să fie mai mare sau cel puţin egal cu necesarul de material din porţiunea B.

14

La matriţarea pieselor cu secţiune transversală în formă de T sau H locaşul de eboşare poate fi eliptic, dreptunghiular sau profilat (fig. 22). Alegerea variantei optime se face ţinând seama de greutăţile de umplere a cavităţilor pentru formarea nervurilor în locaşul de finisare, adică de valoarea raportului h/b. Pentru uşurarea curgerii materialului în locaşul de finisare şi mărirea durabilităţii matriţei locaşurile de eboşare nu trebuie prevăzute cu bavură.Locaşurile pregătitoare se folosesc în funcţie de felul operaţiilor premergătoare care se execută cu scopul de a da semifabricatului iniţial o formă cît mai apropiată de cea a piesei matriţate. Din această cauză locaşurile pregătitoare poartă denumirea operaţiei pentru care sunt prevăzute adică locaş de refulare, întindere, îndoire, profilare, lăţire, formare.Locaşul de refulare are scopul de a reduce înălţimea semifabricatului şi de a înlătura oxizii care s-au format în timpul încălzirii. Acest locaş se utilizează numai la matriţarea frontală. În cazul absenţei acestui locaş Ia matriţarea frontală semifabricatele folosite sunt mai scurte şi mai groase, ceea ce conduce la pierderi suplimentare de material la debitare şi consumuri sporite de combustibil la încălzire. De asemenea, în lipsa locaşului de refulare prin introducerea directă a semifabricatului oxizii formaţi la încălzire se imprimă pe suprafaţa piesei, ceea ce atrage după sine majorarea adaosului de prelucrare.

15

In figura 23 se prezintă forma şi dimensiunile locaşului de refulare. Dimensiunile principale ale locaşului de refulare sunt lăţimea B şi înălţimea h corespunzătoare dimensiunilor semifabricatului ce trebuie obţinut. Lăţimea B a locaşului de refulare trebuie să fie cu aproximativ 20% mai mare decât diametrul d = 2R al semifabricatului refulat. La rândul său diametrul d al semi-fabricatului refulat se adoptă între 0,8 şi 0,9 din diametrul piesei matriţate în planul de separaţie. înălţimea h a locaşului de refulare se determină pe baza legii volumului constant din volumul Vsi al semifabricatului iniţial şi diametrul d al semifabricatului refulat.

Fig.-23 Forma şi dimensiunile locaşului de refulare

16

Locaşul de întindere

Locaşul de întindere serveşte pentru alungirea pe anumite porţiuni a semifabricatului iniţial şi concomitent cu aceasta micşorarea secţiunii transversale pe porţiunile respective. Acest locaş se utilizează numai în cazul în care lungimea semifabricatului iniţial este mai mică decît lungimea semifabricatului preforjat şi respectiv a piesei matriţate. După realizarea capului de prins în cleşte, operaţia de întindere este aproape întotdeauna prima în ordinea succesiunii fazelor tehnologice. In timpul executării ei, semifabricatul se deplasează în cavitate fie dinspre operator fie înspre acesta, odată cu deplasarea realizîndu-se şi rotirea lui în jurul axei longitudinale.

Cavităţile de întindere se execută în mai multe variante constructuve, prezentate în figura 24.

17

Fig. 24. Forme constructive ale locaşurilor de întindere:a - deschisă; b - închisă cu prag în şa; c - închisă cu prag în coamă;

d - deschisă cu limitator; e - deschisă şi înclinată

18

Cea mai simplă formă (fig. 24.a) se utilizează atunci cînd după întindere semifabricatul urmează să fie introdus la profilare. Cauza este determinată de faptul că în asemenea locaşuri de întindere semifabricatul obţine o suprafaţă cu denivelări pronunţate. Formele de locaşuri cu pragul de întindere sub formă de şa (fig. 24.b) sunt destinate deformării materialelor cu plasticitate redusă. După întinderea în asemenea cavităţi, semifabricatele pot fi trecute direct, fie la formare, fie la îndoire, fără a fi deformate în cavităţi de profilare. Acest lucru este posibil pentru că suprafaţa obţinută la întindere este neteda. Cavităţile de forma celei din figura 24.c se utilizează atunci când semifabricatul întins este transferat pentru deformare în locaşul de eboşare sau direct în cel final şi de asemenea cînd materialul posedă o plasticitate redusă. Toate formele descrise se construiesc deschise şi în partea opusa laturii înspre care sunt construite pragurile de întindere. Această soluţie se adoptă când semifabricatul are lungime mare. Dacă însă lungimea semifabricatului este mică, atunci se adoptă varianta cavităţii de întindere cu limitator (fig. 24.d). Cea mai economică şi mai practică soluţie este cea a cavităţii înclinate, executată pe colţul matriţei (fig. 24.e). Cu ajutorul ei pot fi deformate atât semifabricatele cu lungime mare cât şi mică.

19

Dimensiunile principale ale locaşurilor de întindere sunt lăţimea B, lungimea L î şi înălţimea h ale pragului de întindere, care se pot calcula cu următoarele relaţii:

B = (1,25...1,5).dsi+20

(30)

în care Smin reprezintă secţiunea minimă a tronsonului semifabricatului care rezultă după întindere.

Locaşul de profilare se foloseşte în cazul în care semifabricatul iniţial sau preforjat necesită a fi deformat neuniform de-a lungul axei longitudinale prin subţieri şi îngroşaţi parţiale astfel încît repartiţia volumului de material în semifabricat să fie cât mai apropiată de repartiţia volumului în piesa matriţată.Profilarea se execută cu trei pînă la zece lovituri de ciocan şi necesită ca după fiecare lovitură semifabricatul sa fie rotit cu 90° păstrând tot timpul sensul de rotire.Alungirea semifabricatului fie că nu are loc, fie că se produce în măsură foarte mică, practic neglijabilă.Din această cauză lungimea semifabricatului şi a locaşului de profilare trebuie să fie egală cu lungimea piesei matriţate plus adaosul de contracţie.

Locaşul de profilare

20

4

..2

2

maxe

b

dSSS

Restul dimensiunilor se determină pe baza epurii diametrelor care se construieşte conform desenului de piesă matriţată. In acest scop se determină suprafaţa secţiunilor transversale ale piesei matriţate în porţiunile caracteristice, adică porţiunile de grosime maximă, minimă şi de trecere brusca de la o valoare la alta. La valorile obţinute se adaugă suprafaţa transversală a bavurilor în ambele părţi, iar valoarea totală se echivalează cu suprafaţa unui cerc.Notînd cu S suprafaţa transversală a piesei inclusiv a bavurilor în porţiunea studiată se poate scrie:

(32)

Suprafaţa transversală a piesei matriţate Spm se calculează pe baza dimensiunilor din desenul de piesă matriţată, iar suprafaţa bavurii Sb se calculează cu relaţia:

Sb=K-Scb (33)

unde: K este coeficientul de umplere al canalului de bavura (0,6...0,8). Scb - suprafaţa transversală a canalului de bavură. Diametrul epurii în porţiunea studiată rezultă din relaţia anterioară (32) care poate fi scrisă sub forma:

Sde .13,1 (34)

21

Pentru exemplificare se va arăta modul în care se construieşte epura secţiunilor şi a diametrelor în cazul unei biele, prezentat în figura 25. Mai întâi se precizează cele mai reprezentative secţiuni care să stabilească în special variaţufe semnificative rfe vafori de-a lungul axei piesei matriţate.Cu cât aceste secţiuni sunt mai dese cu atât construcţia grafică este mai precisă. Odată stabilite secţiunile transversale se vor realiza grafic proiecţiile laterale ale lor şi odată cu acestea se determină şi valorile lor reale conform dimensiunilor.

Dacă se consideră şi volumul de material care curge în bavură înseamnă că epura secţiunilor poate fi utilizată pentru stabilirea formei semifabricatului preforjat cu distribuţia materialului pe lungimea lui, corelată cu cea a piesei matriţate. Un astfel de semifabricat poartă denumirea de semifabricat ideal sau preforjat ideal. El are lungimea egală cu cea a piesei matriţate şi secţiuni transversale cu diferite valori ale diametrelor pe întreaga lungime.

22

Fig. 25- Reprezentări grafice pentru stabilirea epurii secţiunilor şi a diametrelor în cazul unei

biele

23

Modul în care se obţine profilul semifabricatului ideal este următorul:

b) Se modifică trecerile bruşte de la o secţiune Ia alta astfel încât epura reală să fie limitată de o curba continuă. Concret în cazul analizat modificările sunt aplicate în intervalele dintre secţiunile 3 la 9 şi 15 la 19. Principiul modificării este cel al menţinerii constante a volumului de material necesar obţinerii piesei matriţate inclusiv a bavurii. Rezultă astfel o nouă reprezentare grafică numită epura modificată a secţiunilor. Din valorile epurii modificate a secţiunilor se determină diametrele echivalente corespunzătoare pe baza relaţiei (34).

c) Valorile diametrelor echivalente se reprezintă grafic la scară de o parte şi de alta a unei axe longitudinale. Conturul astfel obţinut reprezintă preforjatul ideal. După ce a fost determinată configuraţia preforjarului ideal se dimensionează locaşul de profilare. Acesta se poate executa în două variante constructive: închis şi deschis, prezentate în figura 26.

24Fig. 26. Forme constructive ale locaşului de profilare:

a - formă deschisă;b - formă închisă.

25

Forma deschisă (fig. 26.a) realizează dislocarea materialului prin întinderea semifabricatului în lungul axei longitudinale şi refularea în direcţie perpendiculară pe ax. Forma închisă (fig. 26.b) se utilizează pentru materiale cu plasticitate redusă şi pentru obţinerea unor semifabricate profilate cu un contur de dimensiuni mai exacte decît în cazul cavităţilor deschise. Dimensionarea ambelor variante constructive se face corespunzător profilului ideal al preforjarului şi al dimensiunilor semifabricatului iniţial. Cavitatea deschisă are în secţiune transversală formă dreptunghiulară iar cea închisă are profil oval. Ambele au la capătul dinspre operator un prag de frînare a curgerii materialului înspre acesta, iar în partea opusă un canal de colectare a bavurii care se formează prin întinderea semifabricatului în lungul axei. Lăţimea B a cavităţii de profilare, îndeosebi a celor închise se alege, pe baza relaţiei (35), astfel încît la întinderile şi refulările parţiale să nu se formeze bavuri şi respectiv suprapuneri de material:

min

..27,1d

SB si (35)

în care este un coeficient de corecţie a lăţimii cavităţii şi se adoptă în funcţie de dimensiunea transversală a semifabricatului iniţial. Dacă diametrul semifabricatului este mai mic de 40 mm, coeficientul = 1. Dacă diametrul semifabricatului este mai mare de 40 mm, coeficientul

= 0,7...0,9 valorile mici adoptându-se pentru diametre mari şi invers.Ssi secţiunea transversală a semifabricatului de pornire - diametrul minim al semifabricatului ideal.

26

4. Locaşul de lăţire

Fig. 27. Locaşul de lăţire: a- reprezentare axonometrică; b - reprezentare ortogonală

Locaşul de lăţire serveşte pentru dislocarea materialului din direcţie verticală în direcţie orizontală cu preponderenţă în lăţimea semifabricatului. Pentru ca materialul să curgă în cantitate mai mare în lăţime, faţă de curgerea în lungime, zona activă a locaşului (pragul de lăţire) trebuie să aibă conform legii minimei rezistenţe, o lungime mai mare în raport cu lăţimea, fapt prezentat în figura 27. De asemenea, la capetele locaşului se prevăd praguri de frânare a curgerii în direcţie longitudinală.

Aceste praguri de frânare determină ca în locaşul de lăţire să se poată efectua şi refulări ale zonelor învecinate celei care se lăţeşte. Lăţimea B a cavităţii se calculează cu relaţia:

27

)20....10(min

h

SB si (35)

în care: Ssi este secţiunea transversală a semifabricatului iniţial sau a celui introdus la lăţire.

hmin - înălţimea minimă a pragului de lăţire.Celelalte dimensiuni se adoptă în funcţie de forma profilului ce trebuie realizat cu condiţia ca întinderile aplicate să nu fie mai mare de 20% din diametrul sau latura semifabricatului introdus la lăţire, iar refulările pînă la 5%.Cînd se urmăreşte obţinerea unor lăţiri intensive şi pe zone mari, combinate cu refulări ale tronsoanelor învecinate, pragurile de lăţire se execută înclinat atît în lungul axei semifabricatului, cît şi perpendicular, unghiul de înclinare avînd valori între 3 şi 5°.Lăţirea în cavităţile de lăţire se realizează cu o singură lovitură de ciocan.

Locaşul de formare se utilizează pentru modelarea semifabricatului iniţial, întins sau profilat, Ia forma conturului piesei matriţate în planul de separaţie. In funcţie de complexitatea piesei matriţate, semifabricatul format cu una sau două lovituri de ciocan este ulterior trecut în cavitatea de eboşare sau direct în cavitatea finală. Dimensionarea cavităţilor de formare se face în corelaţie cu elementele geometrice ale conturului pe care îl ia ulterior semifabricatul (eboş sau piesă matriţată). Lăţimea semifabricatului format trebuie să rezulte cu 20..30 mm mai mică decît lăţimea piesei eboşate sau matriţate corespunzător zonelor sau tronsoanelor corespondente.

5. Locaşul de formare

28

6. Locaşul de îndoire

Locaşul de îndoire serveşte pentru schimbarea în acelaşi plan a traiectoriei axei longitudinale a semifabricatului iniţial sau profilat. După îndoire, preforjatul obţinut cu una sau maxim două lovituri de ciocan este trecut apoi în locaşul final de rnatriţare. In ceea ce priveşte modul de execuţie în practică se întâlnesc doua cazuri distincte: îndoire liberă a piesei, prezentată în figura 28.a., şi îndoire cu încastrare (calare), prezentată în figura 28.b. In cazul îndoirii libere prezentată în figura 28.a. semifabricatul de lungime egala cu a piesei matriţate şi de configuraţie corespunzătoare este introdus în locaşul matriţei şi este supus operaţiei de îndoire. La îndoirea cu încastrare, prezentată în figura 28.b. Lungimea semifabricatului nu mai corespunde cu lungimea piesei matriţate ci este mult mai mică, întrucît materialul în timpul îndoirii datorită materialul în timpul îndoirii datorită încastrării se alungeşte.

Fig. 28. Forme constructive ale locaşului de îndoire: a- îndoire liberă;

b - îndoire cu încastrare

29

Din această cauză la îndoirea încastrare, lungimea semifabricatului calculează pe baza volumelor de material trebuie să se găsească între două porţiuni alăturate de încastrare şi nu pe baza fibrei neutre a piesei matriţate. Pentru a reduce întinderea materialului Ia îndoirea cu încastrare se "recomanda ca această operaţie să se execute în două faze, figura 29. In acest caz în prima fază are loc curbarea sau îndoirea preliminară a materialului (fig. 29.a) iar în a doua fază (fig. 29.b şi 29.c) are loc îndoirea finală.

Fig. 29. îndoire executată în două faze

30

Dacă piesa necesită o îndoire spaţială şi nu numai în plan, atunci operaţia se împarte în mai multe faze de îndoire parţială, adică îndoiri în plan, iar ultima fază se poate executa chiar în locaşul finisor al matriţei. Amplasarea locaşului de îndoire trebuie făcută în aşa fel încît să se reducă la minim forţele care acţionează în direcţie orizontala şi care tind să deplaseze semimatriţele, figura 30.

Fig. 30. Construcţia locaşului de îndoire:a - piesă cu excentricitate mică; b - piesă cu excentricitate mare;

1 - semifabricat înainte de îndoire; 2 - semifabricat îndoit;

3 – piesă matritată

31

mmh

SB

mm

Hh

Hf

)20...10(

10...5

).9,0...8,0(

.2,0...1,0

(36)

Până la începutul îndoirii semifabricatul trebuie să se sprijine pe cel puţin două puncte din locaşul matriţei. Pentru uşurarea umplerii locaşului de îndoire în porţiunea coturilor este necesar ca semifabricatele de secţiune constantă să fie înlocuite cu semifabricate fasonate în prealabil. Fasonarea constă dintr-o îngroşare sau întindere zonală a semifabricatului astfel incit acesta să fie mai gros în zona de curbură. Pentru mărirea stabilităţii piesei sau semifabricatului în timpul îndoirii, locaşul de îndoire în semimatriţa superioară se execută cu o cavitate a cărei adincime sau săgeata f se adopta în limitele (0,1.. .0,2) H. Tinînd seama de cele arătate şi a notaţiilor folosite, dimensionarea locaşurilor de îndoire se face pe baza relaţiilor:

în care: H este grosimea piesei matriţate în porţiunea de îndoire; - jocul dintre pereţii celor doua. semimatriţe; S - suprafaţa transversală medie a piesei sau semifabricatului. Razele r de rotunjire a muchiilor se adoptă între 3 şi 15 mm, iar raza R se alege astfel încât la valoarea săgeţii f să rezulte lăţimea B a locaşului de îndoire. Restul dimensiunilor de îndoire se adopta în funcţie de cotele indicate în desenul de piesă matriţată.

32

7. Cavitatea pentru cleşte7. Cavitatea pentru cleşte

In ultimul caz cavitatea pentru cleşte se utilizează ca pîlnie pentru turnarea unui material uşor fuzibil (ceară sau plumb), imediat după executarea cavităţii sau periodic pe parcursul exploatării matriţei. Se verifică astfel fidelitatea formei şi a dimensiunilor piesei ce se poate obţine în cavitate prin măsurătorile efectuate pe probele de ceară sau plumb. Forma constructivă cea mai frecvent utilizată a locaşului pentru cleşte este prezentată în figura 31.

Cavitatea pentru cleşte se execută în partea din faţă a matriţei atât pentru locaşul de eboşare sau finisare cât şi pentru locaşurile pregătitoare. Un astfel de locaş are două roluri: primul rol este de a facilita accesul comod la manipularea semifabricatului fără un consum ridicat de material prevăzut pentru capul de manipulare şi al doilea de control al formei şi dimensiunilor locaşurilor matriţei.

Fig. 31- Cavitatea pentru prins în cleşte la matriţarea longitudinală

33

Dimensionarea cavităţii se face în funcţie de grosimea capătului semifabricatului ce se matriţează. In cazul în care cavitatea serveşte numai ca pîlnie pentru turnarea materialului uşor fuzibil cu ajutorul căruia se verifică locaşurile matriţei, dimensionarea se face în funcţie de greutatea piesei matriţate. Notând cu ds diametrul sau latura semifabricatului iniţial sau a porţiunii de capăt care se prinde în cleşte, iar cu m masa piesei matriţate şi ţinând seama de notaţiile din figură dimensionarea cavităţii pentru cleşte se poate face pe baza următoarelor relaţii:

mmBb

mmBa

mmdR

mmdB

mmdA

s

s

s

20,0

15,0

)6...15(2,0

)20...15(1,1

)15...10(7,0

(37)

Aceste relaţii se refera la cazul în care cavitatea serveşte atât ca pâlnie, cât şi pentru prinderea în cleşte. În cazul în care cavitatea are numai rolul de pâlnie valoarea lui B’ se determină cu relaţia:

B'= m + 30 [mm] (38)

Prima din aceste relaţii se utilizează în cazul în care capătul de prins în cleşte are acelaşi diametru sau grosime cu a semifabricatului iniţial. în cazul în care, în vederea micşorării pierderilor de material, capătul de prins în cleşte se subţiează prin întindere de la diametrul dg la diametrul de se foloseşte cea de-a doua relaţie. In acest caz valoarea lui ds trebuie să satisfacă inegalitatea:

sc dd 25,0 (39)

Această condiţie se impune pentru că subţierea capului de prins în cleşte sub 0,25 ds ar putea conduce la îndoirea Iui în timpul manevrării piesei.

34

8. Cuţitul matriţei

Cuţitul matriţei se foloseşte pentru detaşarea capătului de prins în cleşte în cazul matriţării individuale (cu bucata) precum şi pentru detaşarea pieselor în cazul matriţării în pereche sau a mai multor piese din bara netăiată. Aşezarea cuţitului se face la unul din colţurile matriţei şi de preferinţă în partea în care se depozitează piesele matriţate. Ca elemente constructive se deosebesc cuţitul propriu-zis, adică cele două proeminenţe care execută tăierea şi locaşul de aşezare a semifabricatului cînd cuţitul este aşezat în spate, sau de aşezare a piesei matriţate cînd cuţitul este amplasat în faţa, figura 32. Dimensiunile B1, H1 pentru locaşul de aşezare a semifabricatului se aleg cu 15 pînă la 20 mm mai mari decât grosimea acestuia. In mod similar valorile B2, H2 se adoptă cu 20...30 mm mai mari decît dimensiumile piesei matriţate, inclusiv bavura. Unghiul a de înclinare a locaşului, indiferent de amplasare are valorile cuprinse între 15... 30°, astfel încât batiul ciocanului să nu împiedice tăierea. Grosimea "a" a muchiilor de tăiere a cuţitului are valoarea de 3...5 mm în funcţie de mărimea pieselor matriţate, iar = 30° şi = 20°. Tăierea se execută cu o singură lovitură de ciocan.

Fig. 32. Cuţitul matriţei