5.4. Amplasarea loca urilor, ghidarea i dimensionarea matri elorAmplasarea loca ului n matri ele simple cu cavitate finala nu prezint probleme deosebite. Pentru ca matri a i utilajul s nu fie solicitate n timpul deform rii semifabricatului de for ele excentrice, cavitatea se amplaseaz n centrul matri ei. Prin centrul matri ei montat pe ciocanul de matri are se n elege locul geometric prin care trece atit axa tijei utilajului, ct i rezultanta for elor care se nasc n timpul deform rii materialului n cavitate. Pentru cavit i cu simetrie maxim n cele trei direc ii, centrul cavit ii se va amplasa n centrul de greutate al matri ei. n cazul n care for a rezultant are i componente orizontale care ar putea conduce la alunecarea reciproc a celor dou semimatri e una peste alta se adopt mai multe solu ii constructive. Una din acesta solu ii este utilizarea umerilor de sprijin specific matri elor cu care se realizeaz piese din grupa a III-a, aspect prezentat n figura 33. Umerii de sprijin se pot executa fie numai n direc iile n care ac ioneaz componentele orizontale, fie pe ntregul contur al cavit ii. O alt solu ie de anihilare a ac iunii for elor orizontale asupra dezax rii semimatri elor este utilizarea bol urilor de sprijin care pot fi amplasa i doi pe diagonal sau n toate cele patru col uri. O semimatri cu bol uri de centrare este prezentat n figura 34. De asemenea, mai poate fi utilizat i varianta matri rii n pereche, prezentat n figura 35. In acest caz perechile trebuiesc astfel formate nct Ia deformarea materialului n semimatri , for ele de dezaxare s se anuleze reciproc.1

Fig. 33. Matri simpl cu cavitate final i um r de sprijin: a - succesiunea opera iilor de realizare a piesei matri ate; b - reprezentare axonometric ; c - reprezentare ortogonal ; 1 - semifabricat ini ial; 2,3 - semifabricate preforjate; 4 - pies matri at cu bavur ; 5 - pies matri at debavurat

Fig. 34. Semimatri

cu bol uri de centrare

Fig. 35. Matri area n pereche

2

Amplasarea cavit ilor n matri ele cu loca uri multiple trebuie f cut n a a fel nct centrul cavit ii n care se creeaz cea mai mare solicitare (de obicei cavitatea final ) s fie amplasat n centrul matri ei sau ct mai aproape de acesta. La amplasarea cavit ilor trebuie s se in seama de principiul ca partea din pies cu masa mai mare s fie nspre operator, pentru a se m ri siguran a n manipularea semifabricatului de la o cavitate la alta. De asemenea, la matri ele cu loca uri multiple, cavit ile n care nu se nasc for e mari de defonnare (ntindere, ndoire, profilare) trebuie amplasate spre marginile matri elor i pe ct se poate n ordinea n care au loc opera iile. In acest caz trebuie inut seama i de locul n care este amplasat utilajul de nc lzire i cel de debavurare. Alte elemente constructive ale matri elor pentru ciocane sunt: suprafe ele libere (oglinda matri ei), col urile de centrare, orificiile pentru bol urile de manipulare, elementul de fixare (coada de rndunic ), prezentate n figura 36 i pastilele de matri . Oglinda matri ei (1) este reprezentat de suprafe ele din jurul cavit ilor de semimatri e. In faza final a deform rii materialului acestea vin n contact fiind supuse presiunii dezvoltat de for a de lovire. Pentru a rezista la strivire, suprafa a libera din jurul cavit ilor trebuie s fie de 450 mm2 pentru fiecare ton de mas a berbecului pentru ciocane de pn la 4 t, sau 250 mm2 pentru cele cu masa berbecului mai mare de 4 t.3

Colturile de centrare (3) servesc la controlul mont rii semimatri elor cnd matri a nu are bol uri sau umeri de centrare. Sunt reprezentate de dou suprafe e prelucrate pe dou laturi reciproc perpendiculare ale semimatri elor. Se execut de obicei pe muchia dinspre operator i cea lateral unde nu este o cavitate deschis . Adncimea lor este de 2...5 mm iar n l imea corespunz toare fiec rei semimatri e este de 25 mm. Orificiile pentru hoiturile de manipulare. (4) se execut prin g urire pe suprafe ele laterale dinspre operator i din spatele matri ei. Dimensionarea bol urilor se face inndu-se seama de greutatea semimatri ei. Diametrul orificiilor pentru bol uri va fi cu 1 mm mai mare dect diametrul bol ului rezultat din calcul iar adncimea orificiului se va adopta egal cu 1,5 d. Pentru stabilitate n timpul manipul rii orificiile pentru bol uri se vor amplasa cu 10...20 mm deasupra centrului de greutate al semimatri ei, considerat n pozi ia de func ionare.

Fig. 36. Elementele geometrice ale matri elor: 1 - oglinda matri ei; 2 - cavitate; 3 - col de centrare; 4 - orificiu pentru bol ; 5 - element de fixare (coada de rndunic )

4

Coada de rndunic (5) reprezint elementul specific de fixare a matri elor pe ciocane prin intermediul penelor longitudinale i transversale. Penele transversale au rolul de a nu permite deplasarea longitudinal a matri elor iar cele longitudinale de ngidizare a mont rii. Dimensionarea ntregului ansamblu al matri elor presupune i stabilirea n l imii H a acestora. Acest lucru se realizeaz pe baza celei mai Fig. 37. Diagram pentru stabilirea n l imii minime a adinei cavit i utilizndu-se nomograme de tipul blocului de matri celei din figura 37. De asemenea distan a dintre pere ii cavit ilor nvecinate sau dintre o cavitate i marginea matri ei trebuie sa fie de 1,5 h. Alte elemente care se iau n considerare la dimensionarea matri elor sunt: - n vederea asigurarea unui num r de 3...5 recondi ion ri, n l imea H a semimatri ei se majoreaz cu aproximativ 25%; - l imea B rezultat dup amplasarea loca urilor trebuie s rezulte mai mic cu 40 mm dect distan a dintre ghidajele ciocanului pe care se monteaz matri a; - n l imea total a ansamblului matri ei nu trebuie s fie mai mare dect n l imea maxim admis de ciocanul de matri are, n caz contrar sc znd randamentul ciocanului; 5 - masa maxim a semimatri ei superioare nu trebuie s dep easc 35% din masa berbecului.

5.5. For a necesar matri riin cazul matri rii cu bavur , for a necesar deform rii plastice depinde n foarte mare m sur de felul loca ului i de stadiul matri rii. In compara ie cu loca urile preg titoare i cel de ebo are valoarea, maxim a for ei se atinge n loca ul de finisam La rndul sau, n loca ul de finisare for a necesar deform rii plastice cre te pe m sura umplerii loca ului i a trecerii materialului n bavur . Varia ia for ei de matri are n func ie de stadiul deform rii plastice este prezentat n figura 38. In primul stadiu al matri rii (fig. 38.a) semifabricatul se refuleaz liber pe n l imea (h1 pn la contactul dintre suprafa a lateral a acestuia i pere ii loca ului matri ei. n acest stadiu asupra semifabricatului ac ineaz for a de deformare P i for a de frecare exterioar T= QP. Datorit acestui fapt for a necesar deform rii plastice este relativ mic i aproximativ egal cu for a necesar reful rii libere a unui semifabricat echivalent ca dimensiuni, material i temperatur de deformare cu cel ce se matri eaz .

Fig. 38. Varia ia for ei de matri are n func ie de stadiul deform rii plastice: a -curgere liber ; b - curgere dirijat ; c - trecerea n bavur 6

La nceput for a P cre te brusc pe distan a de 1-2 mm pn cnd se realizeaz contactul deplin ntre material i matri , adic pn ncepe refularea propriu-zis i n continuare for a cre te pe m sura m ririi sec iunii transversale a semifabricatului. Din momentul n care semifabricatul atinge suprafa a lateral a loca ului matri ei, adic din momentul nceperii stadiului doi (fig. 38.b), refularea nu se mai produce liber, iar curgerea materialului este dirijat de forma loca ului. Datorit apari iei for ei laterale Q i a for elor de frecare exterioar T1 for a necesar deform rii plastice pe n l imea (h2 cre te n continuare. n continuare, n stadiul trei, dup ce au fost umplute complet toate cavit ile loca ului de matri are (fig. 38.c), materialul nemaiavmd alte posibilit i este obligat s curg n magazia canalului de bavur , de i pragul de strangulare opune o rezisten foarte mare i mereu crescnd . Ca o consecin a cre terii for elor Fb i Tb, for a total de matri are P n timpul deform rii pe n l imea Ah cre te brusc. Avnd n vedere ca n cazul opera iilor preg titoare i de ebo are deformarea materialului se produce aproximativ n acela i fel cu primele dou stadii analizate, rezult c i for a necesar deform rii plastice n timpul acestor opera ii este mai nuc dect cea necesara n timpul opera iei de finisare in stadiul trei. Din aceast cauz calculul for ei de matri are se face numai pentru opera ia de finisare. n practic , determinarea m rimii utilajului se face pa baza unor formule empirice sau nomograme. 7

Dintre rela iile empirice utilizate pentru determinarea m rimii utilajului pot fi amintite: (41) G=p.S n care: G este greutatea p r ii c z toare, n daN; p - presiunea medie, n daN/cm2 (p = 4....8 daN/cm2 n func ie de rezisten a la deformare a materialului i configura ia piesei); S - suprafa a piesei, inclusiv a pragului de strangulare a bavurii n planul de separa ie n cm2. Pentru determin ri mai exacte n cazul pieselor rotunde se recomand urm toarea rela ie:

n care: G este greutatea p r ii c z toare n daN; d - diametrul piesei matri ate n planul de separa ie in cm; Rd - rezisten a la deformare la sfr itul matri rii in daN/mm2. In cazul pieselor alungite se calculeaz mai nti greutatea G cu rela ia (42) n care diametrul d este nlocuit cu diametrul echivalent de calculat cu rela ia: (43) d ! 1,13. Se

2 G ! 10.(1 0,005.d ).1,1 . ,75 0,001.d 2 d .Rd 0 . d

2

(42)

unde: S este suprafa a piesei matri ate n planul de separa ie n cm2.8

Dup stabilirea lui de i G, valoarea real a greut ii Greal se determin cu rela ia:Greal 1 0,1. 1 ! G bm (44)

n care: l este lungimea piesei n cm; bm - l imea medie calculat cu rela ia:

S bm ! l

(45)

Greutatea p r ii c z toare determinat cu una din rela iile de mai sus este valabil pentru ciocanele cu dubl ac iune i produc ie de serie mare. Dac ciocanul folosit este cu simpl ac iune, valorile lui G trebuiesc majorate cu 50...80%.

9

5.6. 5.6. Matri area la preseMatri area la prese, pe ling elementele de baz ale matri rii la ciocane prezint i unele particularit i determinate de modul de func ionare al preselor. Principala cauz care determin aceste particularit i o constituie viteza diferit de deplasare a sculelor, vitez care este mult mai mare la ciocane dect la prese. O a doua cauz o constituie modul de lucru al acestor utilaje. Astfel, n timp ce la ciocane cursa este variabil , glisorul putndu-se opri n orice pozi ie, la unele prese cum sunt cele cu excentric cursa este fix . Datorit celor ar tate deformarea materialului i deci curgerea acestuia de care este condi ionat dimensionarea loca urilor de matri are are loc n alte condi ii la prese n compara ie cu cicanele. Tinnd seama i de faptul c prin construc ie i mod de func ionare ns i presele se deosebesc ntre ele, rezult c particularit ile pe care le prezint matri area la prese trebuie analizate pentru fiecare caz n parte i nu n general.

10

6.1. Matri area la presele cu excentricElementele care conduc la particularit ile tehnologice de matri are sunt legate de caracteristicile func ionale ale preselor cu excentric i anume: -cursa berbecului este fix ; -lucrul mecanic pe care utilajul l dezvolt la o curs este dependent de energia cinetic nmagazinat n volant; -for a maxim admisibil dezvoltat este dependent de rezisten a batiului i a construc iei utilajului. Cursa fixa a berbecului nu permite executarea unor alungiri i l iri pronun ate la o singur faz realizat ntr-un singur loca . Cu ct intensitatea deform rii pe direc ie orizontal (longitudinal sau transversal) trebuie s fie mai mare cu att num rul de loca uri n care se realizeaz deformarea trebuie s ne mai mare, fapt care conduce la un randament tehnologic sc zut. Unul din avantajele principale ale matri rii la presele cu excentric este acela c se pot realiza piese n limite dimensionale restrnse i cu nclin ri tehnologice de matri are minime, n cavit i nchise. Acest lucru este posibil datorit dot rii preselor cu extractoare care se pot amplasa att n semimatri a superioar ct i n cea interioar .11

Din punct de vedere al lucrului mecanic de deformare dezvoltat de berbec la o curs se face precizarea c acesta reprezint numai o parte din energia total nmagazinat de volant. Valoarea p r ii de energie care se transform n lucru mecanic de deformare trebuie s fie att de mare nct n timpul cursei de lucru a berbecului viteza de rota ie a volantului s nu scad sub 10% din valoarea maxima. Aceast sc dere se compenseaz ulterior n pauza dintre cursele de lucru, viteza de rota ie a volantului revenind la valoarea nominal . Datorit vitezelor mici de lucru (0,3...0,8 m/s) i a func ion rii lini tite, matri ele pentru presele cu excentric se execut separat pentru fiecare faz n parte, nefiind necesar, ca n cazul ciocanelor s se realizeze blocuri cu dimensiuni mari. Astfel de matri e se monteaz independent pe masa i n berbecul presei, f r ca reglarea unui post s fie condi ionat de pozi ia celorlalte posturi. La fixarea semimatri elor trebuie avut n vedere ca p r ile libere ale suprafe elor frontale s nu vin n contact, cnd berbecul se afl n punctul mort inferior. Cea mai mare nsemn tate pentru realizarea unor piese cu dimensiunile n limite de toleran restrnse o are starea suprafe ei semifabricatului introdus la deformare i forma canalului de colectare a bavurii. In cavitatea de matri are, chiar dac este preg titoare, nu trebuie s se deformeze semifabricatul scos direct din cuptor, pentru c prin deformarea lui la o singur curs , oxizii de pe suprafa se vor imprima n material. Intruct rigiditatea berbecului n ghidajele preselor cu excentric poate asigura matri area f r deplas ri ale matri elor n planul orizontal de separa ie, ghidarea suplimentar a semimatri elor se recomand numai pentru piese cu 12 configura ii deosebite.

Pentru reducerea frec rii dintre semifabricat i suprafa a cavit ii, n timpul matri rii se impune lubrifierea care poate fi f cut cu emulsii de ulei i grafit. Cum defonnarea n fiecare cavitate se realizeaz la o singur curs a berbecului gazele rezultate prin arderea lubrifiantului pot r mne n cavitate mpiedicnd curgerea materialului i deci umplerea cavit ilor. Din acest motiv, n fundul cavit ilor n zona n care aceasta prezint cea mai mare adincime se prev d orificii de evacuare a gazelor cu diametrul cuprins ntre 1,2 i 1,5 mm. ntre parametrii func ionali ai preselor cu excentric i cei ai tehnologiei de deformare exist o interdependen direct . Aceast interdependen trebuie luat n considerare att la proiectarea tehnologic ct i la cea de alegere a utilajului. Astfel, pentru evitarea suprasolicit rii batiului o mare importan o are reglarea distan ei minime ntre cele dou semimatri e, cnd berbecul se afl n punctul mort inferior. La matri area deschis aceast distan trebuie s fie egal cu n l imea pragului de strangulare a canalului de bavur , iar Ia matri area nchis aceast reglare este legat de dimensiunile piesei. In acest din urm caz o aten ie deosebit trebuie acordat dimensiunilor semifabricatului ini ial. Dac volumul de material cuprins n semifabricatul ini ial este mai mic, atunci piesa rezult cu contur incomplet. Cnd ns volumul semifabricatului ini ial va fi mai mare exist pericolul ca presa s fie suprasolicitat , iar berbecul s se blocheze datorit imposibilit ii efectu rii cursei complete.13

6.2. Matri area la presele cu fric iune (cu urub)Matri area la presele cu fric iune se execut la o singur curs a berbecului, realizndu-se numai forme finale ale piesei n loca uri amplasate pe axa vertical a p r ii c z toare. Dac pentru ob inerea pieselor se impun i opera ii preg titoare de deformare, acestea trebuie realizare la alte utilaje care pot fi cuplate in fluxul tehnologic cu presele cu urub care se ob ine forma final . In orice caz se va evita executarea pieselor cu nervuri nalte, chiar dac semifabricatul se supune opera iilor preg titoare. Acest lucru este impus de faptul c , datorit vitezelor reduse de lucru a preselor, materialul curge cu preponderen n plan orizontal. Presele cu fric iune sunt dotate cu extractoare, care se monteaz de obicei n semimatri a inferioar . Acest lucru d posibilitatea realiz rii unor piese cu adaosuri minime de nclinare. Pe de alt parte, extractorul ajut retragerea berbecului dup ce acesta i-a efectuat cursa de lucru. Matri area la presele cu fric iune se poate executa deschis sau nchis. Indiferent de metod , tehnologia trebuie realizat n a a fel nct defonnarea semifabricatului s se produc numai prin refulare sau prin refulare i mpingere n jos. Cel mai frecvent se utilizeaz metoda matri rii deschise. Matri area nchis nu i-a g sit ntrebuin are larg din cauza pericolului de suprasolicitare a utilajului ca o consecin a abaterilor dimensionale mari ale semifabricatului sau a deregl rii matri elor la func ionarea ndelungat a 14 acestora.

Construc ia matri elor este n ansamblu identic cu cea a matri elor simple de la ciocane cu deosebirea c unghiurile de nclinare din partea inferioar a piesei pot fi alese a valori minime. n l imea pragului de strangulare a canalului pentru colectarea bavurii se poate determina cu una din rela iile:

h ! 0.02 S p

[mm]

- pentru piese din o el

(46) (47)

h ! 0.02 S p (0.2...0.3) [mm] - pentru piese din metale i aliaje neferoase

n care: Sp este suprafa a piesei n planul de separa ie, mm. Ghidarea matri elor la presele cu fric iune joac un rol mai important dect n cazul matri rii la alte utilaje. Solu ia care se adopt cel mai frecvent este cea care utilizeaz umeri circulari. O asemenea ghidare elimin orice solicitare suplimentar , care apare n planul orizontal i care s-ar transmite n organele utilajului. Pentru piese mai complexe, care supun matri a unei uzuri pronun ate se practic metoda execut rii sculelor cu partea activ pastilat . Presele cu fric iune sunt caracterizate de for a maxim pe care o dezvolt n vederea deform rii plastice. Pentru alegerea utilajului se calculeaz for a necesar matri rii piesei respective, for care se compar cu cea pe care o dezvolt presele cu fric iune existente. 15

Rebelski recomand pentru calculul for ei pentru matri area pieselor de o el rela ia: S Sp 2 0.1 p R S F !E [daN] (48) c p Vp a este un coeficient care ine seama de metoda matri rii piesei: E = 3 pentru matri are nchis ; E = 4 pentru matri are deschis ; E = 5 pentru matri are cu refulare i mpingere; Sp - suprafa a piesei n planul de separa ie inclusiv a pragului de strangulare al canalului de bavur , n mm2. Vp - volumul piesei matri ate, n mm3. Rc - rezisten a, la curgere a materialului corespunz toare temperaturii la sfr it de matri are, n daN/mm2. Pentru matri area pieselor din aliaje neferoase se recomanda rela ia: n care:

F ! 10 Rc S p

[daN]

(49)

n care: Rc se adopt la valoarea corespunz toare temperaturii de sfr it de matri are, n daN/mm2.16

5.7. Particularit i tehnologice la matri area pe M.F.OMa inile de forjat orizontal, denumite prescurtat MFO, sunt prese mecanice cu excentric, care lucreaz n pozi ie orizontal . Organele n care se monteaz sculele sunt doi berbeci mobili i batiul presei. Pe batiu i pe unul din berbeci se monteaz cele dou semimatri e n care sunt executate cavit ile cu forma negativ a piesei matri ate, iar n cel deal doilea berbec se fixeaz coaxial cu axa celor dou semimatn e aflate n pozi ie nchis , un poanson care refuleaz materialul n cavitatea format prin nchiderea, semimatri elor. De multe ori n poanson se execut i o cavitate in care s se formeze o parte din forma negativ a piesei matri ate. Schema ansamblului de scule utilizate la MFO i fazele tehnologice de realizare a unei piese rezult din figura 39.

Fig. 39. Schema ansamblului de scule i succesiunea func ion rii lor la M.FO.: 1 - semifabricat; 2 semimatri fix ; 3 - semimatri mobil ; 4 - berbec; 5 - poanson; a - faza ini ial ; b - faza de stringere; c - refularea

17

Din punct de vedere constructiv se deosebesc dou tipuri de ma ini de forjat orizontal: una de construc ie mai veche cu nchiderea f lcilor cu semimatri e pe orizontal i alta, construit mai recent, cu nchiderea f lcilor pe vertical . Indiferent de tipul constructiv, ma inile de forjat orizontal pot fi utilizate pentru fabrica ia de serie sau n mas a pieselor simetrice sau asimetrice de tipul celor cu flan e de cap t, cu por iuni ngro ate, cu g uri p trunse sau nep trunse, ro i din ate, inele de rulmen i etc. Formele de semifabricate realizate prin deformare pe MFO pot fi forme finale (piese matri ate), sau forme intermediare (semifabricate preforjate). Printre particularit ile tehnologice de deformare a semifabricatelor se enumera:

pachetul de scule poate con ine mai multe seturi de matri are i poansoane n care s se execute succesiv modelarea semifabricatului (preforjarea), pn la forma final a piesei matri ate; preforjarea i matri area finala se realizeaz cu dou planuri de separa ie, fapt ce d posibilitatea ob inerii unor piese cu configura ii complexe; nclin rile de matri are sunt minime; se realizeaz piese cu g uri p trunse; pot fi realizate matri ri nchise i deschise; n pachetul de scule pot fi asamblate atit matri e pentru nl turarea bavurilor ob inute prin matri are deschis , ct i cu ite pentru debitarea semifabricatelor; matri area pieselor poate fi realizat din bare laminare cu lungimi ntre 3 i 6 m. Acest lucru permite ob inerea succesiv a mai multor piese dintr-o bar nc lzit o singur dat . In acest caz dup ob inerea fiec rei piese se aplic debitarea 18 acesteia; pachetul de scule poate fi realizat cu pastile.

La deformarea pe ma inile de forjat orizontal, semifabricatele sunt refulate. Opera ia are loc sub ac iunea poansonului dup ce semifabricatul este strns n semimatri e (fig. 39). Prin refulare raportul dintre dimensiunile cap tului barei (L/d), poate avea diferite valori n func ie de modul n care este condus opera ia. n figura. 40 sunt prezentate variantele generale de realizare a reful rii la MFO i condi iile dimensionale specifice fiec ruia. Dup cum se remarc , lungimea maxim a cap tului barei care se refuleaz este condi ionat de modul n care se face refularea (deschis sau n cavitate). Cu toate c la MFO se pot refula semifabricate cu sec iunea transversal de orice form , cel mai frecvent se utilizeaz semifabricate cu profilul rotund.

Fig. 40. Reguli de baz pentru matri area la ma inile de forjat orizontal

19

Capetele barelor se pot refula n dou moduri: n cavitatea matri ei (fig. 41.a) i n poanson (fig. 41.b). Limitarea lungimii por iunii de refulat se realizeaz cu limitatoare de curs . Modul cum acestea func ioneaz depinde de lungimea barei din care se execut . Astfel, de exemplu,pentru piesele care rezult din bare cu lungime mare, limitatorul basculant se amplaseaz n fa a cavit ii de refulat (fig. 42.a). Dac ns bara este cu lungime mic , atunci se adopt solu ia amplas rii limitatorului n spatele cavit ii din matri (fig, 42.b), servind n acela i timp ca mping tor. Pentru piese care se realizeaz bucat cu bucat , manipularea semifabricatelor se face cu cle ti care au f lcile construite special.

Fig. 41. Modul de amplasare a cavit ilor de refulare: a - n matri ; b - n poanson

Fig. 42. Limitarea barei de refulat cu limitator mecanic: 1 - semimatri fix ; 2 - semimatri mobila; 3 - semifabricat (bar ); 4 - limitator

20

Pentru ca s se limiteze lungimea barei de refulat, n partea opus cavit ii se construiesc loca uri n care cle tii p trund n peretele de fund al acestora (fig. 43.a). O alt solu ie pentru manipularea semifabricatelor bucat cu bucat este i cea a utiliz rii unor scule dispozitiv, n care mai nti se introduc barele de refulat, iar apoi ntregul ansamblu ntre semimatri e, scula dispozitiv se sus ine de o tij (fig. 43.b).

Fig. 43. Limitarea lungimii barei de refulat cu scul dispozitiv: 1 - semimatri fix ; 2 - semimatri mobil ; 3 - semifabricat; 4 - limitator; 5 - poanson; 6 - cle te; 7 - scul dispozitiv; 8 - tija de sus inere21

n cazul utiliz rii semifabricatelor laminate cu lungime mare, dep rtarea piesei matritate se realizeaz prin debitare cu un cu it de forfecare fixat n semimatri mobil , aspect prezentat n figura 44. Dup efectuarea debit rii i nchiderea semimatri elor, cu itul de forfecare joac i rolul de opritor mpotriva alunec rii buc ii debitate. Dac acest rol nu ar fi ndeplinit, n faza ini ial , cnd poansonul apas asupra materialului, bucata debitat ar aluneca printre semimatri e.

Fig. 44. Debitarea piesei matritate din bar : a - faza ini ial ; b - faza final ; 1 - poanson; 2 - semimatri fix ; 3 - semimatri mobil ; 4 - bar ; 5 - pies matri at ; 6 - cu it de debitare 22

Cnd n semimatri e se realizeaz doar perfor ri, atunci p r ile de strngere a barei se execut cu an uri de frnare. Matri area deschis executat la ma inile de forjat orizontal trebuie realizat astfel nct bavura s se formeze n planul transversal. n caz contrar bavura se nl tur greoi. Cnd bavura este transversal , ndep rtarea ei se poate efectua tot pe scule montate n ansamblu cu cele de preforjare, matri are i debitare. Perforarea par ial sau total se realizeaz prin nglobarea n poanson a unui perforator. La piesele realizate din mai multe faze, perforarea par ial se execut cu perforatoare care la fiecare faz p trund n semifabricat la adncime din ce n ce mai mare pn cnd se ob in dimensiunile g urii dorite. Daca ns perforarea se realizeaz pe ntreaga n l ime a piesei, atunci dup efectuarea fazelor preg titoare se prevede, n stadiul final, perforarea total . In figura 45 se prezint succesiunea tehnologic a realiz rii unor inele cu g uri p trunse n Fig. 45. Fazele tehnologice de realizare a unor inele dou variante: cnd gaura are cu g uri p trunse: a - gaura are diametrul barei; b - gaura are diametrul mai mare dect al barei; I, II dimensiunea barei din care se ob ine i III - fazele matri rii. piesa i cnd gaura are o dimensiune mai 23 mare dect a barei.

5.7.1. Stabilirea succesiunii reful rii la ma inile de forjat orizontal i a for ei de deformarePentru stabilirea succesiunii tehnologice a fazelor de deformare este necesar s fie cunoscute regulile prezentate n figura 40, care sunt valabile pentru realizarea reful rii la o singur faz (curs ). Cnd condi iile impuse nu sunt respectate, atunci urmeaz s se precizeze num rul de faze astfel nct s se poat ob ine forma dorit a piesei.

Fig. 46. Forma cavit ii tronconice din poanson

La forjarea discurilor sau a anselor cu diametru relativ mare, se poate porni de la refularea unei bare cu lungimea mai mare cu de apte ori diametrul acesteia dac se preforjeaz succesiv n cavit i de forme tronconice. Cavit ile sub forma trunchiurilor de con se execut n poanson iar cele pentru, faza final a reful rii n cavitatea matri ei. Proiectarea formelor tronconice intermediare se face plecnd de la volumul Vf al flan ei ce trebuie realizat . Acest volum trebuie s includ i pierderile rezultate prin oxidarea n timpul nc lzirii. Se determin astfel lungimea L a barei, corespunz toare unui diametru d0 ales (fig. 46).24

Rela ia de calcul este:

L!

4 Vf T d 02

(50)

Dac L > 2,6 do refularea nu poate fi executat dintr-o singur faza. n acest caz se alege un num r de faze ct se poate de mic. Acest scop poate fi realizat dac este ndeplinit condi ia: (51)

d1 L1 ! 2,6.d o

Din figura 46 rezult c : h = L L 1 1 ceea ce conduce la expresia:1

(52) (53) (54)L !m d0

d1 L h1 ! 2.6 d 0

respectiv:

d1 L h1 ! 2.6 d0 d0 d0d1 !n d0i

Se fac urm toarele nota ii:

m+n-2.6=a

Rezult deci n l imea h1 a primului trunchi de con:

h1 ! a d 0

(55)25

Pentru a se preciza diametrul d1 al bazei trunchiului de con, trebuie cunoscute: raportul n = d1 /d0 i rela ia de leg tur dintre "m" i n. In acest scop se egaleaz volumul Vf cu cel al trunchiului de con cu dimensiunile :

2.6 n 3 1.6 n 2 1.6 n m! n2 n 2

(56)

Pentru stabilirea valoric a raportului dintre "m" i "a" se utilizeaz cmpul I din nomograma prezentat n figura 47, iar pentru rela ia dintre "m" i "n, nomograma din figura 48. Se poate astfel preciza n l imea primului tnmchi de con i diametrul de ia baza acestuia. Pentru cel de-al doilea trunchi de con, n l imea h2 va fi: (57) h2 ! q.d o n care:

a 2 n 1 n q! 0.49 n 2 1.68 n 2.19

(58)

Rela ia dintre "q" i "a" poate fi stabilit cu ajutorul cmpului II din nomograma prezentat n figura 47. Diametrul bazei mari a trunchiului de con este: (59) d2 ! p d0 n care:p! 7 (1 n) 10

(60)26

Fig. 47. Nomograni pentru determinarea num rului de treceri la matri area pe ma inile de forjat orizontal

Fig. 48. Nomogram pentru stabiliirea diametrului mare al trunchiului de con pentru fiecare trecere realizat prin refularea la M.FO

27

n vederea stabilirii leg turii ntre "p" i "a" se poate utiliza cmpul II din diagrama prezentata n figura 48. n l imea celui de-al treilea trunchi de con va fi:

h3 ! w d 0n care:

(61) (62)

q ( p 2 p 1) w! 0.49 p 2 1.68 p 2.19

Rela ia de leg tur ntre w i "q" se stabile te din cmpul III al nomogramei redate n figura 47. Diametrul bazei trunchiului de con este: (63)

d3 ! v d0

n care:

7 v ! (1 p ) 10

(64)

Leg tura valoric dintre "v" i "p" rezult din cmpul III al diagramei prezentate n figura 48. Ca i n cazul preselor cu excentric, pentru stabilirea for ei de matri are trebuie avut n vedere ca lucrul mecanic necesar deform rii s nu dep easc valoarea energiei pe care o elibereaz volantul cnd num rul lui de rota ii scade de la n1 la n2.28

Tabelul 1. Valorile coeficientului de amplificare a rezisten ei la deformare

For a necesar deform rii depinde de forma piesei, diametrul acesteia n planul de separa ie al poansonului i volumul de material supus reful rii. Rela ia de calcul are forma: F ! n Rd S (65) n care: n este coeficientul de m rire a rezisten ei la deformare n func ie de modul curgerii materialului n timpul reful rii (tabelul 1); R - rezisten a Ia deformare corespunz toare temperaturii i vitezei relative de defonna ie, n daN/mm2; S - suprafa a piesei Ia planul de separa ie al poansonului inclusiv al bavurii, n mm2. 29

5.8. Debavurarea i perforareaOpera ia de debavurare se aplic pieselor matri ate deschis iar perforarea pieselor ob inute prin orice procedeu de matri are care nu poate realiza g uri p trunse. Prin debavurarea pieselor matri ate se n elege nl turarea plusului de material rezultat la periferia piesei matri ate n planul de separa ie. Perforarea g urilor din piesele matri ate este opera ia de nl turare a punti elor. La piesele care prezint att bavur ct i punti , debavurarea i perforarea pot fi executate simultan sau succesiv att la cald (imediat dup matri are) ct i la rece. Alegerea modului de executare depinde de configura ia piesei i compozi ia dumic a materialului. In vederea reducerii for elor de debavurare se recomanda ca piesele de dimensiuni mari s fie debavurate i perforate la cald. De asemenea, aceea i recomandare se face i pentru piesele din o eluri cu peste 0,5% C. Ca utilaje de debavurare i perforare se utilizeaz presele verticale cu excentric, care pe lng berbecul principal au i unul lateral (patin lateral ). Dac for a necesar execut rii opera iilor dep e te 5.000 KN, se recomand utilizarea preselor hidraulice.30

For a necesar debavur rii i perfor rii se determin cu rela ia:

F ! 1.3 Rm S

(66)

n care: Rm este rezisten a la rupere a materialului n condi ii de lucru, n daN/mm2; S - suprafa a total de forfecare (bavur i eventual punti ), n mm2. P r ile active ale sculelor pentru debavurare se numesc pl ci, iar cele pentru perforare poansoane. Pl cile i poansoanele au forma i dimensiunile conturului piesei n planele de debavurare i perforare. In figura 49 se prezint dou ansambluri de scule pentru debavurare i perforare succesiv i simultan

a

b

Flg. 49. Metode de debavurare i perforare: a - succesiv; b - simultan; 1 - poansoane de presare; 2 - poanson de perforare; 3 - plac de debavurare; 4 - plac de ghidare i sprijin; 5 - suportul pe care se monteaz sculele; 6 - tiran ii extractorului; 7 - extractor; 8 - pies matri ata.

31

n figura 50 reprezentarea axonometric a sculelor pentru debavurarea unei biele. Pentru o bun func ionare a ntregului ansamblu al sculelor se impune ca ntre muchia de t iere a pl cii de debavurare i dimensiunea transversal a poansonului de presare s existe un joc de 0,3...1,5 mm. n vederea evacu rii pieselor debavurate i perforate, ansamblul sculelor se prevede cu extractoare care pot fi cu resorturi elastice sau pur i simplu elemente mecanice cuplate cu func ionarea utilajului.

Fig. 50. Reprezentare axonometric a sculelor pentru debavurarea unei biele: 1 - suportul inferior i superior, 2 - poanson; 3 - plac de presiune; 4 - extractor de bavur i plac de debavurare; 5 - bavur ; 6 - pies matri at i debavurat

32

5.9. Redresarea i calibrareaDup opera iile de debavurare i perforare i uneori chiar dup r cirea pieselor matri ate sau a celor forjate liber, conturul acestora sufer modific ri datorit unor factori care ac ioneaz asupra lor. Printre acestea se enumera: solicit rile mecanice, tensiunile structurale, tensiunile termice provocate de r cirea neuniform a. Scopul redres rii i calibr rii const n redarea formei pieselor conform desenului tehnologic. Redresarea si calibrarea sunt opera ii care se realizeaz la cald sau la rece. Pentru piesele matri ate, cele dou opera ii pot fi executate n cavit ile finale ale matri elor sau n scule special construite i montate pe un alt utilaj cum ar fi de exemplu cel de debavurare.

Fig. 51. Metode de calibrare: a - plan ; b - combinat ; c - volumetric

33

Cel mai frecvent redresarea i n special calibrarea se execut la cald, imediat dup opera iile de debavurare i perforare. Sunt situa ii cnd la calibrare mai apare n planul de separa ie al piesei o bavur suplimentar . Aceasta se nl tur apoi la rece. Calibrarea la rece realizeaz piese cu dimensiunile n limite mai restrnse. Aceast metod se recomand s se efectueze dup tratamentul termic primar. Metodele de calibrare sunt schi ate n figura 51. Printre acestea se enumera: calibrarea plan , calibrarea volumetric i calibrarea combinat . Pentru ca, dup calibrare, piesele s corespund ntru totul condi iilor impuse, este necesar ca: sculele s aib cavit i executate n limite restrnse de toleran e, utilajul s prezinte o rigiditate ridicat , o reglare perfect a semimatri elor i lubrifierea p r ilor active ale sculelor.34