Tehnologia Prelucrarii La Rece

142
Lucrarea de laborator nr.1 1. Cunoasterea operatiilor, a ştantelor şi matriţelor 1.1. Scopul lucrãrii. Lucrarea are drept scop sã prezinte studentilor tipurile de matrite ce se folosesc în procesul de presare la rece si operatiile ce se pot executa cu ajutorul acestor matrite. 1.2. Materiale, tipuri de matrite, operatii. 1.2.1. Materiale utilizate în procesul presãrii la rece. Semifabricatele destinate presãrii la rece se gãsesc în majoritatea cazurilor sub formã de table si benzi si mai rar sub formã de profile, toate fiind materiale metalice sub formã de aliaje feroase sau neferoase. Se mai utilizeazã si materiale nemetalice ca: hârtia, cartonul, prespanul si în ultimul timp masele plastice. Natura materialului se precizeazã în functie de conditiile tehnice impuse produsului ce urmeazã a fi realizat cum ar fi: rezistenta mecanicã, proprietãti termice, electrice, magnetice, anticorozive, greutate, etc, precum si functie de conditiile tehnologice legate de procesul de fabricatie. Cele mai des utilizate dintre aceste semifabricate sunt: tabla neagrã, tablã pentru constructii metalice, tablã decapatã, benzi din otel, benzi si discuri de Cu, tablã din alamã, etc. Toate aceste materiale sunt standardizate si se indicã: starea de livrare, gama de grosimi si recomandãri de utilizare

Transcript of Tehnologia Prelucrarii La Rece

Page 1: Tehnologia Prelucrarii La Rece

Lucrarea de laborator nr.1

1. Cunoasterea operatiilor, a ştantelor şi matriţelor

1.1. Scopul lucrãrii. Lucrarea are drept scop sã prezinte studentilor tipurile de matrite ce se folosesc

în procesul de presare la rece si operatiile ce se pot executa cu ajutorul acestor matrite.

1.2. Materiale, tipuri de matrite, operatii.

1.2.1. Materiale utilizate în procesul presãrii la rece.Semifabricatele destinate presãrii la rece se gãsesc în majoritatea cazurilor sub formã de table si benzi si mai rar sub formã de profile, toate fiind materiale metalice sub formã de aliaje feroase sau neferoase. Se mai utilizeazã si materiale nemetalice ca: hârtia, cartonul, prespanul si în ultimul timp masele plastice. Natura materialului se precizeazã în functie de conditiile tehnice impuse produsului ce urmeazã a fi realizat cum ar fi: rezistenta mecanicã, proprietãti termice, electrice, magnetice, anticorozive, greutate, etc, precum si functie de conditiile tehnologice legate de procesul de fabricatie.

Cele mai des utilizate dintre aceste semifabricate sunt: tabla neagrã, tablã pentru constructii metalice, tablã decapatã, benzi din otel, benzi si discuri de Cu, tablã din alamã, etc.

Toate aceste materiale sunt standardizate si se indicã: starea de livrare, gama de grosimi si recomandãri de utilizare

1.2.2. Operatiile ce se executã prin presare la rece.Operatiile de presare la rece se executã la o temperaturã inferioarã temperaturii de recristalizare a metalului sau aliajului respectiv, prin tãiere si deformare plasticã. Ele se împart în 2 mari grupe: a) operatii de stantare ce se practicã laminatelor subtiri prin tãiere si deformare plasticã; b) operatii de matritare aplicate pieselor masive prin deformare plasticã.

Principalele operatii ce se executã prin presare la rece si prezentate în fig. 1.1. sunt: fig. 1.1.a- tãierea (retezarea); b- decuparea; c- perforarea; d- crestarea; e- calibrarea prin tãiere (retezarea); f- tunderea (tãierea marginilor); g- curbarea; h- roluirea; i- îndoirea; j- ambutisarea; k- rãsfrângerea; l- reliefare; m- fãltuirea (cu sau fãrã bandã de adaos); n- agrafarea (asamblarea a douã piese, prin îndoirea uneia din piese, sau prin crestarea simultanã a pieselor).

1.2.3. Matrite ce se utilizeazã în procesul presãrii la receSunt dispozitive cu ajutorul cãrora, prin intermediul elementelor active pe care le posedã, se poate da forma doritã unei piese.

Page 2: Tehnologia Prelucrarii La Rece

Materialele din care se confectioneazã elementele active ale unei stante sau matrite, sunt oteluri de scule ca: OSC 8; OSC 10; OSC 12; C 15; C 120; W 23 etc. Stantele si matritele se clasificã dupã mai multe criterii: a) dupã criteriul tehnologic care la rândul lor dupã diferitele operatii ce le executã, conform celor prezentate si dupã modelul de combinare a operatiilor, sunt simple si combinate (succesive, simultan succesive); b) dupã criteriul constructiv, care la rândul lor pot fi cu elemente de ghidare si fãrã elemente de ghidare (cepuri, plãci, coloane, cilindrii, ghidaje combinate); c) dupã criteriul de exploatare, care la rândul lor pot fi dupã felul avansului (cu avans manual sau cu avans automat), dupã modul de scoatere a pieselor (cu cãdere prin orificiul plãcilor active, readucerea piesei în bandã si eliminarea pe mãsurã ce banda avanseazã, readucerea piesei la suprafata plãcii active si eliminarea manualã sau automatã).

În fig. 1.2. sunt prezentate simplificat câteva tipuri de stante si matrite astfel: fig. 1.2.a- stanta de retezat; b- stanta de decupat; c- stanta de perforat; d- matrita pentru îndoit; e- matrita de ambutisat; f- matrita de reliefat.

1.3. Modul de lucru.1. Se va face identificarea sculelor primite de student în cadrul prezentei lucrãri de

laborator precizându-se: a- dacã scula este simplã sau combinatã; b- pentru sculele combinate se va preciza dacã sunt cu actiune simultanã sau succesivã; c- se va face schita simplificatã a formei constructive a uneia din scule (precizatã de conducãtorul lucrãrii), indicându-se pe schitã denumirea elementelor constructive ale sculei respective.

2. Se va schita semifabricatul folosit de sculã pentru obtinerea unei piese (decupate, perforate, ambutisate) si se va preciza: a- lãtimea semifabricatului de la care porneste prelucrarea sau diametrul semifabricatului de la care se porneste în cazul ambutisãrii; b- valoarea pasului de avans în timpul prelucrãrii, precizându-se semnificatia lui si ce element constructiv asigurã acest avans de pas; c-se va specifica tipul elementului de ghidare pe care îl posedã scula.

1.4. Prezentarea rezultatelorRezultatele lucrãrii se vor trece într-un tabel de forma tabelului 1.1.

Tabelul 1.11

Decupare Perforare Ambutisare

l semif.

(mm)

Dpl. matr.

(mm)

d poans.

(mm)

l semif.

(mm)

Dpl. matr.

(mm)

d poans.

(mm)

Dpl. matr.

(mm)

d poans.

(mm)

D semif.

(mm)

H piesã

(mm)

Page 3: Tehnologia Prelucrarii La Rece

(a)(b) (c) (d)

Piesã DeseuDeseu

Piesã

(e) (f) (g) (h)

(i) (j)(k)

(l)

(m)(n)Fig. 1.1

1

2

1-poanson; 2-placã matritã(d)

21

1,2- pãrti active

(a)

1

2

1-poanson; 2-placã matritã

(b)

1

2

1-poanson; 2-placã matritã(c )

1-poanson; 2-placã matritã

21

(e)

1

1-pãrti active (f)

Page 4: Tehnologia Prelucrarii La Rece

2. Clasificarea operatiilor de presare la receOperatiile de presare la rece se împart în urmãtoarele grupe:

2.1. operatii de tãiere

2.2. operatii de îndoire si rãsucire

2.3. ambutisare

2.4. operatii de fasonare

2.5. operatii de formare prin presare volumicã

2.6. operatii de asamblare prin presare.

Denumirea operatiilor din cadrul acestor grupe si schitele acestora sunt prezentate în tabelele 2.1÷2.6.

Poz. Denumirea operatiei

Definitie Schita

0 1 2 3

2.1. Operatii de tãiere

1Tãiere la foarfece

Tãierea dupã un contur deschis cu ajutorul a douã

tãisuri asociate, pentru debitarea materialului

2Retezare

Tãierea dupã un contur deschis în directia

transversalã a lungimii

3 DecupareTãierea dupã un contur închis pentru separarea

completã a piesei

4

Perforare

Tãierea dupã un contur închis pentru separarea

completã a unei pãrti din material numit deseu

5

Crestare

Tãierea dupã un contur deschis pentru separarea

incompletã a unei pãrti de material

Page 5: Tehnologia Prelucrarii La Rece

Poz. Denumirea operatiei

Definitie Schita

0 1 2 3

6Slituire

Tãierea dupã un contur deschis la marginea

semifabricatului

7Tunderea marginilor

Tãierea plusului de material pentru realizarea

înãltimii pieselor ambutisate

8Calibrarea prin

tãiere

Tãierea plusului de material de la conturul

pieselor

2.2. Operatii de încovoiere si rãsucire

0 1 2 3

1

Îndoire

Modificarea formei unui semifabricat prin

încovoierea planã în jurul unei axe cu o razã de

curburã datã

2Curbare

Îndoirea tablelor si benzilor pentru a le da o

formã cilindricã sau conicã

3

Roluire

Îndoirea circularã a marginilor unui

semifabricat

4

Rãsucire în elice

Torsionarea unui semifabricat în elice, astfel

încât sectiunile perpendiculare pe axã sã se roteascã în jurul axei,

unele fatã de altele

Page 6: Tehnologia Prelucrarii La Rece

Poz. Denumirea operatiei

Definitie Schita

0 1 2 3

2.3. Operatii de ambutisare

1

Ambutisare

Modificarea formei unui semifabricat plan într-o piesã cavã sau mãrirea

adâncimii unui semifabricat cav

2

Tragere pe calapod

Operatia de deformare a unui semifabricat plan prin întinderea sa cu aplicarea

fortatã concomitentã a unui calapod

2.4. Operatii de fasonare

0 1 2 3

1

Reliefare

Deformarea pentru executarea unui relief de

micã adâncime în vederea obtinerii unei inscriptii, unui desen sau pentru

mãrirea rigiditãtii

2

Gâtuire

Deformarea localã a unei piese cave în vederea

reducerii dimensiunilor transversale

3

Umflare

Deformare pentru mãrirea dimensiunilor transversale

spre fundul unei piese cave, dimensiunile la

gaurã rãmânând neschimbate

4Evazare

Deformare pentru mãrirea progresivã spre extremitate

a diametrului unei tevi

Page 7: Tehnologia Prelucrarii La Rece

PozDenumirea operatiei

Definitie Schita

0 1 2 3

5

Rãsfrângere

Deformarea pentru reliefarea unui

semifabricat în vederea formãrii unui guler, a unei flanse sau pentru

mãrirea rigiditãtii

6 Planare

Deformarea pieselor din tablã în vederea obtinerii

unei planeitãti îmbunãtãtite

7Filetare prin

fasonare

Deformarea pentru reliefarea unui filet din

tablã cu pãstrarea constantã a grosimii tablei

2.5. Operatii de presare volumicã

0 1 2 3

1

Refulare

Formare prin presare în scopul mãririi sectiuni transversale sau pentru umplerea cavitãtii unei

matrite cu o parte materialului

2Formare volumicã

Formare prin presare, pentru umplerea locasului

unei matrite, prin deformarea întregului

volum de material

3 Extrudare

Executarea pieselor cave cu pereti subtiri sau a semifabricatelor cu

sectiune mai micã din semifabricate cu sectiune mai mare prin curgerea

plasticã a metalului între poanson si matritã

Page 8: Tehnologia Prelucrarii La Rece

Poz.

Denumirea operatiei

Definitie Schita

0 1 2 3

2.6. Operatii de asamblare prin presare

1

Fãltuire

Asamblarea a douã table prin îndoiri paralele cu

muchia, cu sau fãrã bandã de adaos

2

Agrafarea

Asamblarea a douã piese prin îndoirea uneia dintre piese sau prin crestarea

simultanã a pieselor

3

Capsarea

Asamblarea a douã sau mai multe piese prin

deformarea unor capse, sau a gulerului uneia din ele, care strãbat gãurile

executate în celãlalte piese

4

Bercuire

Asamblarea a douã piese prin deformarea

convenabilã a marginii uneia din piese peste marginea celeilalte

5

Nituire

Asamblarea a douã sau mai multe piese prin

cãpãtuirea unor nituri care le strãbat

6

Mandrinare

Asamblarea etansã a capetelor de piese cave în

plãci metalice, prin deformarea pretilor lor

7

Stemuire

Asamblare prin îndesarea materialului pieselor la locul de îmbinare al lor

pentru etansarea sau rigiditizarea îmbinãrii

Page 9: Tehnologia Prelucrarii La Rece

Dupã modul de combinare operatiile de presare la rece se clasificã astfel:

Operatii simple- când pe o stantã sau pe o matritã se executã numai o singurã operatie;

Operatii combinate- când pe o stantã sau o matritã se executã mai multe faze;

Operatiile combinate pot fi:

Combinate succesiv- când pentru obtinerea unei piese finite, semifabricatul se deplaseazã câte un pas la fiecare cursã a culisorului presei în fata elementelor active corespunzãtoare fiecãrei faze;

Combinate simultan- când piesa finitã se obtine prin executia mai multor faze la o singurã pozitionare a semifabricatului si o singurã cursã a culisorului presei;

Combinate simultan succesiv- când piesa finitã se obtine prin combinarea pe o stantã sau matritã a operatiilor atât simultan cât si succesiv.

Page 10: Tehnologia Prelucrarii La Rece

3. Clasificarea stantelor si matritelor si reprezentarea

simplificatã a unor stante

3.1. Clasificarea stantelor si matritelorStantele si matritele se clasificã dupã:

1. Caracterul operatiilor:

stante de tãiere (decupat, perforat, etc.);

matrite de îndoit (îndoire, roluire, curbare, etc.);

matrite de ambutisat

matrite de fasonat (reliefat, bordurat, etc.)

matrite pentru formare prin presare volumicã (refulat, extrudat, etc.)

2. Combinarea operatiilor:

stante sau matrite simple

stante sau matrite combinate

simultan

succesiv

simultan-succesiv

3. Modul de ghidare a pãrtii superioare (mobile) a sculei fatã de cea interioarã (fixã):

stante sau matrite fãrã ghidare

stante sau matrite cu ghidare prin diferite elemente cum sunt:

capuri

coloane

plãci de ghidare

etc.

Page 11: Tehnologia Prelucrarii La Rece

3.2. Reprezentarea simplificatã a unora dintre cele mai uzuale stante si matrite

Stante si matrite simple

Denumirea stantei sau matritei Reprezentarea simplificatã

Stantã de retezat

Stantã de decupat

Stantã de perforat

Stantã de crestat

Stantã de tundere a marginilor

Stantã pentru calibrare si tãiere

Page 12: Tehnologia Prelucrarii La Rece

Matritã de îndoit

Matritã de roluit

Matritã de ambutisat

Matritã de reliefat

Matritã de rãsfrânt marginile

Matritã de umflat

Page 13: Tehnologia Prelucrarii La Rece

Matritã de gâtuit

Stante sau matrite cu actiune succesivã

Denumirea stantei sau matritei Reprezentarea simplificatã

Stantã de perforat si decupat

Stantã de perforat si retezat

Matritã de perforat, retezat si îndoit

Matritã pentru ambutisare si decupare

Matritã pentru perforat, rãsfrânt si decupat

Stante sau matrite cu actiune simultanã

Denumirea stantei sau matritei Reprezentarea simplificatã

Page 14: Tehnologia Prelucrarii La Rece

Stantã de perforat si decupat

Matritã pentru retezat si îndoit

Matritã pentru perforat si rãsfrânt

Matritã pentru decupat si ambutisat

Matritã pentru ambutisat si perforat

Page 15: Tehnologia Prelucrarii La Rece

Matrite de formare volumicã

Denumirea matritei Reprezentarea simplificatã

Matritã de turtire

Matritã de refulare

Matritã de extrudare

Matritã pentru formare volumicã

Page 16: Tehnologia Prelucrarii La Rece

Lucrarea de laborator nr. 2

Cunoasterea utilajului si reglarea sistemului tehnologic

2.1. Scopul lucrãriiLucrarea are drept scop sã familiarizeze studentii cu utilajul folosit în laborator pentru efectuarea lucrãrilor de presare la rece, cu pãrtile componente, modul de manevrare si sistemul de reglare în vederea lucrului.

2.2. Utilaje, pãrti componente, reglare

2.2.1. Foarfeca combinatã tip F.P. 14Este realizatã de Întreprinderea Mecanicã Botosani, vederea generalã fiind prezentatã în fig. 2.1.

Este o masinã cu sase posturi de lucru actionate cu mecanisme cu excentric, mecanisme ce antreneazã saniile port-scule cu ajutorul unor pene rotitoare, aduse în pozitia cuplat de arcuri spirale.

Batiul este din constructie sudatã si poate fi montat pe un podest sau direct pe fundatie. Pãrti componente:

1. podest;

2. batiu;

3. foarfecã de tablã;

4. foarfecã de decupaj marginal;

5. foarfecã bare laminate;

6. foarfecã de profile;

7. apãrãtoare volant si motor de antrenare;

8. poansonezã;

9. grinotezã.

Masina poate lucra în regim de lucru loviturã cu loviturã si regim de lucru continuu. Se utilizeazã pentru materiale cu r=45 daN/cm2.

Caracteristicile tehnice mai importante ale foarfecii combinate F.p.-14 sunt: foarfeca de tablã poate debita tablã sau bandã de grosime maximã 14 mm; foarfeca pentru bare laminate poate debita profil rotund cu 45 mm si profil pãtrat cu latura de 40 mm; foarfeca de decupaj marginal asigurã dintr-o singurã tãiere un decupaj dreptunghiular de 90x50x10 mm; foarfeca de profile asigurã o tãiere L si T la 90º de 120x120x12 mm si la 45º de 80x80x10 mm; poansoneza asigurã perforarea la un material cu grosimea maximã de 16 mm si un diametru de 30 mm si este actionatã de un motor asincron trifazat cu o putere de 5,5 kW si o turatie de 1440 rot/min; grinoteza poate decupa dupã contur grosimi de 4 mm si este actionatã de un motor asincron trifazat

Page 17: Tehnologia Prelucrarii La Rece

cu o putere de 1,1 kW si o turatie de 1410 rot/min. Lungimea masinii este de 1825 mm fãrã grinotezã si 3495 mm cu grinotezã, înãltimea 2005 mm iar lãtimea 825mm.

În figurile urmãtoare sunt prezentate sculele mai semnificative ce se instaleazã pe o foarfecã combinatã astfel:

În fig. 2.2.a sculele pentru foarfeca de tãiat tablã asamblate iar fig 2.2.b un cutit în sectiune. Cele douã cutite sunt egale si interschimbabile având fiecare 4 muhcii active astfel că, dupã uzura unei muchii, cutitul se poate întoarce astfel ca altã muchie sã intre în lucru.

În fig. 2.3.- scule bare laminate care se compun din douã plãci tãietoare montate una pe batiu iar cealãlaltã pe sania foarfecã de tablã. Pentru a se evita deformarea capetelor barelor laminate la debitat, orificiile de intrare sã fie mai mari cu maximum 3÷5 mm decât dimensiunea profilului.

În fig. 2.4.- sunt prezentate douã plãci, una fixã ce se monteazã pe batiu si alta mobilã ce se monteazã pe sanie. Jocurile dintre cele douã plãci se reglezã prin introducere de adaosuri sub p73 bridele de fixare. Pe aceste plãci se monteazã cutitele de lucru fig. 2.5.

În fig. 2.6.- sunt prezentate sculele pentru grintonat. Ele se folosesc pentru tãiere circularã, dupã trasaj sau operatii speciale cu scule adaptate.

Reglajul general al foarfecii combinate si reglajul posturilor de lucru se face astfel: reglajul frânei se face când apar bãtãi usoare ale penei rotitoare prin demontarea apãrãtoarei si strângerea suruburilor de întindere a benzii frânei, reglajul saniei pentru foarfeca de tablã se face prin slãbirea contrapiulitelor suruburilor de fixare frontal si lateral; se strâng acestea pânã la blocarea lor; se revine la 1/16 dintr-o rotatie si se strâng apoi contrapiulitele; pentru sania foarfecã profile, reglajul frontal se face la fel ca la foarfeca de tablã prin surubul frontal iar reglajul lateral se face cu surubul de reglare al penei dupã ce a fost slãbit surubul de fixare al ei si contrapiulita surubului de reglare.

La blocarea surubului de reglare se revine cu 1/16 dintr-o rotatie, se strânge apoi contrapiulita si surubul de fixare.

Pentru poansonezã, reglajul lateral al saniei berbec se face ca la sania foarfecã de tablã. Reglajul frontal se face prin slãbirea suruburilor de blocare a penelor reglabile, se slãbesc contrapiulitele stifturilor de reglare, se strâng stifturile de reglare pânã la blocare, se revine cu ½ dintr-o rotatie, dupã care se strâng contrapiulitele si suruburile de blocare. Pentru grinotezã dupã un grad de uzurã accentuat, când tija berbecului capãtã un joc prea mare, atunci se slãbesc suruburile de blocare a bucsei conice, se roteste aceasta pânã se obtine un joc corect, dupã care se strâng suruburile de blocare.

Pentru scule la foarfeca de tablã jocul functie de grosimea materialului se ia de 0,4÷1,3 mm pentru grosimi între 4 si 14 mm, joc ce se realizeazã cu adaosuri, domeniu valabil si pentru foarfeca de decupat marginal. La foarfeca de bare laminate, jocul trebuie sã fie între 0,3÷0,5 mm, iar pentru grinotezã, jocul trebuie sã fie de 7÷10% din grosimea tabei care se taie.

Page 18: Tehnologia Prelucrarii La Rece

2.2.2. Presa cu excentric tip PAI-16Existã în laborator si este construitã de Întreprinderea Mecanicã Orãstie. Sunt destinate pentru a executa în limite admisibile lucrãri variate de stantare, îndoire, ambutisare, precum si strângeri prin presare, nituire, etc. Sunt prese cu cuplaj cu panã rotitoare si lucreazã fie în regim de lucru loviturã cu loviturã, fie în regim de lucru cu lovituri repetate. Lucreazã la tensiunea normalã de serviciu de 380V si o frecventã de 150 Hz. Câteva din caracteristicile tehnice mai importante: forta maximã de presare 16 tf; numãrul curselor duble pe minut-140; domeniul de reglare al cursei 8-76 mm; dimensiunile mesei 450x310 mm; diametrul gãurii de trecere din masã-150 mm; locasul din berbec pentru prinderea sculei (x adâncimea) 40x65 mm; reglarea lungimii bielei 60 mm; deschiderea de trecere prin batiu spre spate -250 mm; puterea motorului 1,5 kW; înclinarea maximã a mesei 30º; lungimea presei 1000 mm; lãtimea neînclinatã 1250 mm; lãtimea înclinatã 1515 mm; înãltimea 1940 mm; masa presei cca. 1350 kg.

În fig. 2.7. este prezentatã vederea generalã a presei PAI-16 p73, în care:

1. tabloul electric

2. suport de tensiune al batiului cu posibilitãti de înclinare la 10,20 si 30º

3. montatul în formã de C al presei

4. masa presei fixatã pe batiu

5. pompa centralizatã de ungere

6. berbecul

7. apãrãtoare volant

8. motor electric de actionare a volantului

9. frânã cu saboti pentru oprirea corectã a berbecului în pozitie superioarã

10.cric pentru realizarea înclinãrii batiului

11.volantul presei.

Desi mecanismele presei sunt reglate corect de cãtre uzinele constructoare, în timpul exploatãrii pot sã aparã dereglãri sau situatii în care este necesarã o nouã reglare. Pentru inginerii mecanici, este important sã cunoascã deplasarea si reglarea berbecului si mecanismului de declansare si actionare.

În fig. 2.8.este prezentatã schema privind deplasarea si reglarea berbecului astfel: pentru reglarea berbecului 5 se slãbeste surubul de fixare 8 si prin intermediul cricului 9 al tijei 10 se roteste tija bielei 19 într-un sens sau altul, berbecul 5 urcând sau coborând. Dupã reglare se strânge surubul de fixare 8. Pozitia limitã a reglajului este atinsã când tija filetatã 19 este blocatã pe boltul 7. Dacã berbecul 5 prezintã bãtaie înseamnã cã existã joc între elementele lagãrului sferic si capul sferic 15 al tijei bielei. Bãtaia se înlãturã prin strângerea capacului 13 dupã ce a fost slãbit surubul 11 si piulita 12. Dacã nu se poate înlãtura bâtaia, se demonteazã capacul 13 si se scot unul sau mai multe inele de adaos 14, inele ce au grosimi diferite si deci jocul se poate înlãtura usor. Lagãrul sferic nu trebuie sã se blocheze si de aceea se unge

Page 19: Tehnologia Prelucrarii La Rece

periodic prin ungãtorul 20. Pentru reglarea ghidajelor berbecului 1 si 6 se desfac suruburile de fixare 2 ale ghidajului reglabil 1 si cu ajutorul surubului 4 al penei 3 se înlãturã jocul dupã care se strâng suruburile 2. Matrita 18 se fixeazã în berbecul 5, prin cepul 17 si surubul de fixare 16.

În fig. 2.9. este prezentatã schema de reglare a mecanismului de declansare si actionare.

Mecanismul de declansare si actionare 4 functioneazã sub actiunea electromagnetului 1 care actioneazã axul cu cioc 10, fcându-l sã elibereze sau sã cupleze pana rotitoare 11, care se roteste în locasul sau si produce solidarizarea. La încetarea actiunii electromagnetului se revine la pozitia initialã. Declansarea se realizeazã în douã regimuri de lucru. Pentru a lucra în regimul de lucru loviturã cu loviturã, se prinde pârghia 7 de pârghia 6 cu ajutorul boltului 8, iar pentru regimul de lucru cu lovituri repetate, se prinde pârghia 9 de pârghia 6 tot cu ajutorul boltului 8.

Cursa electromagnetului 1 se realizeazã cu ajutorul suruburilor cu ochi 2 si 5, al întinzãtorului 3 si piulitei 4. Reglarea se face prin stabilirea pozitiei de repaus a miezului electromagnetului pentru ca în pozitia cuplatã miezul sã fie întodeauna la capãtul de cursã.

O schemã simplificatã simplificatã a functionãrii mecanismului excentricului este prezentatã în figura 2.10.

Manivela 5 actioneazã asupra bielei 7 prin intermediul bucsei excentrice 1, care este solidarizatã cu arborele presei prin intermediul mansonului cu ghidare 4 si al penei. Piulita 3 strânge mansonul 4 pe bucsa excentricã 1, care fiind prevãzutã cu ghiare, cupleazã cu ghiarele mansonului 4. Astfel miscarea de rotatie se transmite prin intermediul penei la mansonul 4 si apoi prin intermediul ghiarelor la bucsa excentricã 1. Prin solidarizarea bucsei excentrice cu arborele piesei se formeazã un excentric reglabil, mãrimea rezultantã a excentritãtii putând fi modificatã dupã pozitia de cuplare a bucsei excentrice 1 cu manivela 5. Dacã excentritãtiile manivelei si bucsei sunt de acelas sens, rezultã excentricitatea maximã.

Rmax=r1+r2 deci cursa maximã este Mmax=2(r1+r2) conform figurii 2.10.

Dacã excentritãtile manivelei si bucsei sunt în sensuri diferite (diametral opuse), rezultã excentritatea minimã.

Rmin=r1-r2 deci cursa minimã este Hmin=2(r1-r2).

Reglarea piesei cu excentric poate comporta efectuarea urmãtoarelor operatii:

a) se stabileste si se regleazã valoarea cursei de lucru, cursa ce rezultã din datele procesului de stantare si constructia sculei

b) se coboarã berbecul prin rotirea volantului la punctul mort inferior

c) se scurteazã lungimea bielei pânã ce scula se poate introduce usor pe masa presei, scula fiind în pozitie închisã

d) se coboarã berbecul din surubul bielei pânã intrã cepul în lãcasul sãu si berbecul se aseazã fortat pe placa cap, se strânge cepul si se scurteazã putin biela pentru a slãbi scula, iar placa de bazã se fixeazã prin bride de masa presei

Page 20: Tehnologia Prelucrarii La Rece

e) se reglezã din surubul bielei pozitia de închidere a sculei

f) se verificã functionarea în gol a sculei si apoi se executã câteva piese de probã.

La pozitia punctului mort inferior, elementele active nu au voie sã iasã din placa de ghidare-desprindere si deasemenea bucsile de ghidare nu trebuie sã iasã de pe coloanele de ghidare.

În cadrul laboratorului existã si presa PE-6, a cãrei fortã maximã este de 6 tf, reglarea si functionarea fiind la fel ca la presa PAI-16. Verificãrile ce se efectueazã pentru determinarea preciziei preselor cu excentric pânã la 16 tf, sunt urmãtoarele:

a) planeitatea suprafetei mesei, prin asezarea unui lineal pe suprafata mesei în diferite directii, iar cu ajutorul spionilor se determinã distanta dintre lineal si masã. Abaterea maximã admisã numai sub formã de concavitãti este de 0,06 mm/1000 mm;

b) planeitatea suprafetei inferioare a berbecului, se face la fel ca la planeitatea suprafetei mesei, abaterea maximã sub formã de concavitãti fiind tot de 0,06mm/1000 mm;

c) verificarea jocurilor dintre ghidajele berbecului si ale batiului se face prin coborârea în pozitia cea mai de jos a berbecului si cu ajutorul spionilor se determinã jocul din ghidaje simultan în dreapta si stânga, mãsurãrile fcându-se în lungul ghidajelor. Se eliminã prin apãsare jocul din ghidaje pe o parte si se determinã cu spionii jocul total pe cealãlaltã parte. Pentru o distantã între ghidaje de 361÷500 mm, abaterea admisibilã este de minim 0,06 mm si maxim 0,12 mm.

d) paralelismul dintre suprafata mesei si suprafata inferioarã a berbecului se determinã conform fig. 2.11.a. Pe masa presei se aseazã o placã de control, iar pe aceasta comparatorul cu suportul sãu. Mãsurãrile se fac în douã plane si anume:

în planul de simetrie al presei

într-un plan perpendicular pe primul

e) perpendicularitatea cursei berbecului fatã de suprafata mesei se determinã ca în fig. 2.11.b. Pe masa presei se aseazã placa de control, iar pe aceasta un echer de control. În alezajul pentru fixarea cepului în berbec se fixeazã un suport cu un comparator, care palpeazã pe suprafata echerului. Mãsurãrile se fac în douã plane si anume:

în planul de simetrie al presei

într-un plan perpendicular pe acesta

f) paralelismul axei alezajului din berbec si cursa berbecului se determinã ca în fig. 2.11.c. În alezajul pentru fixarea cepului sculei în berbec se fixeazã un dorn de control. Pe masa presei se aseazã un suport comparator, care palpeazã dornul de control pe o generatoare. Mãsurãrile se fac în douã plane si anume:

în planul de simetrie al presei

într-un plan perpendicular pe acesta

Page 21: Tehnologia Prelucrarii La Rece

g) bãtaia radialã si axialã a volantului se determinã ca în figura 2.11.d. Mãsurãrile se fac prin palparea suprafetelor volantului în timp ce acesta se roteste.

Lucrarea se continuã în statia de pulberi a Facultãtii de Mecanicã, unde studentii vor cunoaste presele hidraulice de 100 tf. Presa hidraulicã PH-100, are forta nominalã de 100 tf si este destinatã operatiilor de ambutisare adânci, îndoiri simple si complexe, îndreptãri montaje prin presare, putând fi folositã si la operatiile de matritare.

Principalele elemente componente le reprezintã batiul, masa presei, montatul, cilindrul principal de lucru si pistonul de lucru. Pistonul coboarã sau urcã dupã cum uleiul sub presiune trece din rezervor, antrenat de pompã, într-o parte sau alta a pistonului, dirijarea uleiului fiind fãcutã de distribuitorul de presiune si distribuitoarele de comandã.

La presele hidraulice, reglarea cursei active a berbecului nu constituie o problemã. Aceasta se regleazã rapid prin sertãrasele de distributie, iar forta disponibilã a presei rãmâne constantã si egalã cu forta nominalã, indiferent de lungimea cursei berbecului.

2.3. Modul de lucruStudentii vor identifica pãrtile componente ale foarfecii combinate, presei cu excentric si presei hidraulice si vor face schematic schitele acestora. Sub directa supraveghere a conducãtorului lucrãrii, vor contribuii împreunã cu tehnicianul la reglarea jocurilor de la foarfeca de tãiat tablã, foarfeca de profile si bare laminate, grinoteza si poansoneza si vor verifica jocurile existente dintre scule functie de grosimea semifabricatelor ce urmeazã sã se debiteze. Un grup de 2-3 studenti vor trebuii sã regleze cursa berbecului de la presa cu excentric si presa hidraulicã pentru diferite tipuri de matrite si vor fixa matritele în alezajul berbecului, urmând sã efectueze câteva curse de mers în gol dupã ce au fost fãcute verificãrile de rigoare de conducãtorul lucrãrii sau tehnician.

Page 22: Tehnologia Prelucrarii La Rece

2.4. Prelucrarea rezultatelorDupã realizarea etapelor prevãzute la puncul 2.3. fiecare student va completa un tabel de forma tabelului 2.1.

Foarfecã combinatã Presã cu excentric Presã hidraulicã

Material

g(mm)

formã

Iopt.

(mm)

Iexis.

(mm)

Material

g(mm)

l(mm)

Operatie hpoanson.

(mm)

Material

g(mm)

l(mm)

Operatie

hpoanson.

(mm)

9

8

1

2

3

4

5

6

7

Fig. 2.1.

Page 23: Tehnologia Prelucrarii La Rece

a)

b)30ş

30º

90º

Fig. 2.2

Fig. 2.3Fig. 2.4

Placã fixã Placã mobilã

90ş

1x45º 1x45º

Fig. 2.5

B-B

A-A

A

A30º

Cutit inferior

30º16º

B

B

1x45º

1x45º

Cutit superior

Fig. 2.6

Page 24: Tehnologia Prelucrarii La Rece

4

ah3

h2

l1

l3

1

2

3

56

7

8

l4

h1

l2

10

9

11

Fig. 2.7

Fig. 2.8

7

8

151716

1

2

3

5

4

6

20

910

13

1112

14

19

18

Page 25: Tehnologia Prelucrarii La Rece

1

2

3

45

6789

1011

Fig. 2.9.

R

A.B.E.

A.A.

A.N.

1

23

45

6

7

8

Fig.2.10.

(c)

(b)

(d)

Fig. 2.11

Page 26: Tehnologia Prelucrarii La Rece

Lucrarea de laborator nr. 3

Precizia si calitatea pieselor obtinute prin decupare, perforare si ambutisare

3.1. Scopul lucrãriiLucrarea are ca drept scop sã prezinte studentilor defectele ce se pot întâlni în timpul prelucrãrii tablelor subtiri prin presare la rece si modul lor de remediere sau preîntâmpinare.

3.2. Defecte ce apar la decupare, perforare si ambutisare si remedierea lor

3.2.1. Defecte ce apar la decupare-perforarePiesele din tablã prelucrate prin decupare-perforare trebuie sã aibã suprafata rezultatã în urma forfecãrii netedã si fãrã bavuri, rupturi sau fisuri si pe cât posibil sã fie planã. Factorii ce influenteazã precizia si calitatea pieselor sunt:

a) constructia si starea piesei;

b) forma si dimensiunile pieselor de stantat;

c) grosimea si proprietãtile mecanice ale materialului din care se executã;

d) valoarea si uniformitatea jocului dintre pãrtile active ale stantei;

e) starea muchiilor tãietoare ale elementelor active ale stantei (uzate sau nu)

f) constructia stantei (cu sau fãrã coloane de ghidare, cu sau fãrã fixarea semifabricatului).

Atât forma si dimensiunile piesei de executat, cât si calitatea materialului si grosimea acestuia, impun respectarea unui anumit joc între elementele active ale stantei (asa numitul joc optim). În fig. 3.1. se prezintă pozitionarea jocului optim între elementele active ale matritei, joc ce trebuie să fie uniform pe circumferintă pentru a nu se deteriora într-un timp prea scurt muchiile active ale sculei si pentru a nu rezulta după tăiere suprafete necorespunzătoare calitativ. Dacă jocul dintre elementele active este egal cu jocul optim, fisurile de forfecare ce se formează între muchiile tăietoare ale plăcii active si poansonului coincid rezultând o suprafată netedă si putin înclinată. În fig. 3.2. se arată fazele care se disting în timpul desfăsurării procesului de tăiere. Aceste sunt:

faza deformatiilor elastice

faza deformatiilor plastice si de rupere a materialului.

În timpul fazei deformatiilor plastice între materialul piesei, respectiv orificiul din deseu, si elementele active au loc frecãri puternice, pe zonele respective din piese-deseu putându-se observa aparitia a câte un inel caracteristic lucios (fig. 3.2.a.). În momentul strângerii si depãsirii rezistentei la rupere, între muchiile elementelor

Page 27: Tehnologia Prelucrarii La Rece

active se propagã fisuri de forfecare sub unghiul ducând la separarea piesei din deseu. Suprafata de forfecare este usor conicã si are un aspect rugos, satisfãcãtor din punct de vedere al calitãtii (fig. 3.2.b.).

Dacă jocul între elementele active ale sculei este egal cu jocul optim se obtin suprafete bune calitativ (fig. 3.3.a); dacă j<jopt fisurile nu mai coincid între ele ci se propagă paralel în materialul semifabricatului, la o anumită distantă unele de altele, iar în momentul separării piesei, stratul de material situat între planele de forfecare se rupe (fig. 3.3.b). Când j>jopt concomitent cu formarea fisurilor de forfecare are loc o încovoiere a semifabricatului , iar piesele otinute vor avea bavuri mari si margini neuniforme, în special când grosimea semifabricatului este mică, g<= 1 mm.

Valoarea jocului optim se poate calcula analitic fiind cunoscut că:

fisurile de forfecare din semifabricatul supus tãierii încep sã se formeze la o anumitã pãtrundere relativã “c” a poansonului în material, valoarea specificã fiecãrui material fiind:

Ch

gf

; unde

hf pãtrunderea absolutã a poansonului la care începe fisurarea

g grosimea semifabricatului

fisurile propagate dinspre muchiile tăietoare se suprapun pentru jocul optim si se propagă sub unghiul (fig. 3.4.). În acest caz putem scrie:

jg h

opt

f

2

2 tan

j g lh

gopt

f

2 tan

j g l Copt 2 tan mm

În practica proiectării stantelor se precizează un joc minim admisibil pe baze tabelare, cu valori experimental stabilite.

Formarea bavurilor de-a lungul conturului pieselor obtinute prin decupare-perforare are loc si în cazul când muchiile tăietoare ale sculelor stantei sunt uzate, chiar dacă jocul dintre ele este egal cu jocul optim. În cazul tăierii materialelor relativ groase, rotunjirea muchiilor tăietoare datorită uzurii nu influentează sensibil calitatea tăieturii, dimpotrivă o rotunjire până la 0,1 mm a muchiei contribuie la cresterea durabilitãtii muchiei de tãiere. La tãierea materialelor subtiri (sub un mm), uzura muchiilor tãietoare se resimte puternic cum se vede în fig. 3.5.

La uzura poansonului (fig 3.5.a) piesa decupatã prezintã bavuri pronuntate, margini de tãiere neregulate, precum si o bombardare puternicã a fundului.

Dacã sunt uzate muchiile active ale plãcii matritã, apar bavuri pe marginea orificiului perforat (fig. 3.5.b.). Datoritã faptului cã în exploatarea stantelor intervin uzuri atât asupra plãcii matritei cât si asupra poansonului, apar defecte atât la piesa decupatã cât si la piesa perforatã (fig 3.5.c). Teoretic dimensiunile piesei decupate rezultã dupã

Page 28: Tehnologia Prelucrarii La Rece

dimensiunea plãcii active, iar dimensiunea orificiului de perforat dupã dimensiunea poansonului.

Pentru a se realiza precizia dimensională corespunzătoare a piesei, se va tine cont la proiectarea elementelor active dacă piesa trebuie să se încadreze într-un anumit câmp de tolerantă, sau are cote libere.

Precizia de executie a elementelor active ale sculei, trebuie să depăsească cu una ÷ două clase precizia de excutie a piesei. Considerând la decupare o piesă ale cărei dimensiuni sunt tolerate D Ai

AS rezultă: - tinând cont de conditiile de uzură, dimensiunea nominală a orificiului din placa matritată se va lua cea mai mică posibilă si anume egală cu dimensiunea limită inferioară a piesei D+As. Abaterea inferioară a orificiului din placa matritată nu poate fi negativă deoarece ar însemna că dimensiunea efectivă a orificiului Da este mai mică decât D+Ai ceea ce duce la rebutarea pieselor. Din conditii de durabilitate ea se alege zero iar cea superioară se va alege cu toleranta de executie a plăcii matrită Ta.

Rezultă că: D D Aa i

Ta

0 mm

Diametrul poansonului Dp se obtine din diametrul plăcii matrită, din care se scade jocul minim. Se adoptă jocul minim deoarece în decursul exploatării el creste datorită uzurii. Abaterea superioară pentru poanson nu poate fi pozitivă deoarece valoarea efectivă a jocului ar putea ajunge la valoarea jocului minim, si din conditii de durabilitate se alege zero. Abaterea inferioară va fi dată de toleranta de excutie pentru poanson.

Rezultă că: D D A jp i Tp

min

0

mm

În cazul perforării, fiind dată dimensiunea initială a orificiului de perforat d AiAs rezultă

că: -din conditii de uzură, dimensiunea poansonului se va lua maxim posibilă d+A s, putând lucra până la dimensiunea d+Ai. Abaterea superioară a poansonului nu poate fi pozitivă întrucât ar rezulta un orificiu mai mare decât d+As deci rebut, si din motive de durabilitate se va lua zero. Cea inferioară se va lua din toleranta de executie a poansonului cu semn negativ.

Rezultă că: d d Ap s Tp

0

mm

Diametrul orificiului din placa matritată se va lua egal cu diametrul poansonului la care se adaugă jocul minim. Abaterea inferioară a orificiului nu poate fi negativă deoarece ar diminua jocul minim, si din conditii de durabilitate se ia zero. Cea superioară se va lua din toleranta de executie a plăcii matrită.

Rezultă că: d d A ja s

Ta

min 0 mm

În situatia în care piesa nu este tolerată, deci nu prezintă A i si As, relatiile de mai sus devin:

La decupare: D DaTa

0 mm

D D jp Tp ( )min

0 mm

Page 29: Tehnologia Prelucrarii La Rece

La perforare: d d ja

Ta

min 0 mm

jocul minim poate fi stabilit cu relatia: j K gimin mm

unde:

g = grosimea semifabricatului;

Ki= cotã parte din grosimea semifabricatului si tine seama si de duritatea materialului în cauzã. Valoarea lui Ki se ia:

0,05 - pentru materialele moi (cupru, alamã, otel moale)

0,065 - pentru materialele de duritate medie (OL38, OL42)

0,07 - pentru materialele dure (OL50, OL60)

0,085÷0,1- pentru materiale foarte dure (OL70, duraluminiu)

În realitate datoritã caracterului elastoplastic al deformãrilor din zonele învecinate suprafetei de forfecare, atât piesa decupatã, cât si orificiul perforat nu-si pãstreazã dimensiunile. Diametrul piesei decupate devine mai mare decât orificiul din placa matritã, iar diametrul orificiului devine mai mic decât diametrul poansonului (fig. 3.6).

p= Dp-dg mm

a= dp-Da mm unde:

p - deformatia elasticã a orificiului perforat;

a - deformatia elasticã a piesei decupate;

Dp - diametrul poansonului;

Da - diametrul plãcii active.

Bavurile si neregularitătile ce apar la piesele decupate, perforate se remediazã fie prin operatii suplimentare de tãiat (curãtire) fie utilizând matrite speciale.

3.2.2. Calitatea pieselor ambutisateNeajunsurile esentiale calitative ale pieselor ambutisate )nesocotind ruperile ce duc la rebutare) sunt:

aparitia cutelor pe peretii laterali ai piesei;

subtierea peste mãsurã a peretilor în zona de racordare dintre fund si peretele lateral si respectiv pe peretele lateral

abaterile de la dimensiunile aferente sectiunii transversale (diametru).

Aparitia cutelor este urmarea pierderii stabilitãtii formei portiunii în flansã a semifabricatului. Fenomenul intervine în procesul redistribuirii excedentului de material din portiunea respectivã, în baza solicitãrilor de compresiune tangentialã care actioneazã în aceastã zonã. Tendinta formãrii cutelor este cu atât mai pronuntatã, cu cât semifabricatul este mai subtire si adâncimea de ambutisare mai mare (coeficientul

Page 30: Tehnologia Prelucrarii La Rece

de ambutisare m1=d1/D mai mic). Jocul exagerat de mare conduce întodeauna la formarea cutelor pe peretii piesei.

Pentru evitarea formării cutelor, se actionează prin fixarea portiunii în flansă a semifabricatului în curs de deformare dacă g/D< 1,5, iar dacă g/D>2 se poate lucra si fãrã fixarea semifabricatului. Forta de fixare trebuie sã fie suficient de mare pentru a retine formarea cutelor, dar nu atât de mare încât sã blocheze trecerea portiunii de flansã a semifabricatului spre spatiul jocului dintre poanson si placa matritã, fapt ce duce la subtierea peste mãsurã a peretilor datoritã aparitiei unei forte de întindere radiale exagerat de mari. Deci forta, respectiv presiunea de fixare a semifabricatului, va avea limite admisibile, atât în ce priveste valoarea inferioarã cât si superioarã a acesteia. Intervalul de valori recomandabil, ca si coeficient al presiunii de fixare “q” depinde de natura materialului semifabricatului, de grosimea relativã a acestuia, cât si de coeficientul de ambutisare de la operatia datã.

Conform notatiilor din fig. 3.7. presiunea de fixare are expresia:

qD

dl

d

g r

1

2

10 5

100

, daN/mm2

Forta de fixare are expresia:

Q D d qa12

1 142

daN

Forta de fixare Q1 a semifabricatului, influenteazã si valoarea fortei necesare pentru ambutisare Fa1 prin intermediul fortelor de frecare dintre flansa semifabricatului în curs de deformare si sculã.

Forta totală Ftot.1 necesarã procesului este:

Ftot.1=Fa1+Q1 daN

Fa1=1,2 g r (D-d1) daN

Abaterile de la forma geometricã impusã piesei, sunt cauzate de prezenta deformatiilor elastice în materialul supus prelucrãrii (arcuiri).

Valoarea abaterilor de la diametru d si repartitia acestora dupã înãltimea piesei depinde de:

jocul dintre elementele active ale sculei (joc raportat la grosimea semifabricatului);

materialul supus prelucrãrii concretizat prin: plasticitate, anizotropie, grosime de semifabricat;

piesa de executat, precizatã ca formã (fãrã sau cu flansã) si dimensiunile sectiunii transversale (raportate la g).

3.3. Modul de lucruExperimentările se vor face pe o presă cu excentric PAI 16 pe care se vor monta diferite stante de decupat si perforat si presa hidraulică de 100 t pe care se vor monta matrita pentru ambutisat. Se va urmării:

Page 31: Tehnologia Prelucrarii La Rece

influenta mãrimii jocului de tãiere asupra calitãtii tãierii, urmãrind stabilirea jocului optim pentru materiale cu grosime de 2 mm din otel si aluminiu;

influenta uzurii muchiilor active ale poansonului si plãcii matritã asupra materialului în cazul jocului optim;

Pentru acelasi material se vor determina:

mãrimile deformatiilor elastice ale piesei decupate si orificiului perforat si se va trasa diagrama =f(j) pentru otel si aluminiu cu grosimea de 2 mm;

intervalele de valori recomandabile pentru presiunea de fixare Q a unor materiale de plasticitate diferitã si se vor face ambutisãri cu reglaje diferite a fortei de fixare Q1;

variatia fortei de ambutisare Ftot.1 în functie de valoarea fortei de fixare Q1 pentru cazuri date (material, g, m1, I constante);

d=f(h)

3.4. Prezentarea rezultatelorRezultatele se trec în tabele de forma tabelului 3.1. si 3.2.

tabelul 3.1.Nr. înc.

Material Diam. plãcii active

Diam. poanso-

nului

Jocul Raza muchiei active

sau

Diam. piesei decup

.

Diam. Piesei perfo-rate

Defor-

marea elast.

a piesei

Defor-

marea elast.

a orif.

Înãltime bavură (mm)

Obs asupra calit

Calit Gros. Efectiv Optim uzura (mm)

Dp

(mm)Dp

(mm) (mm) (mm)

tabelul 3.2.Material STAS r= daN/mm2 c= daN/mm2

Calitatea piesei h d Obs.

Nr. încerc. Fa1 (daN) Q1 (daN) q (daN/mm2) cu cute bunã ruptã (mm) (m)

Page 32: Tehnologia Prelucrarii La Rece

jopt/2 jopt/2

Dp

Da fig. 3.1.

ba

hf

fig. 3.2.

(a) (b) (c)fig. 3.3.

hf

jopt.

g

fig. 3.4.

(a) (b) (c )fig. 3.5.

Dp

dgp d

dp

fig. 3.6.

Fa1

Q1

D

d1

Fa2

fig.3.7.

Page 33: Tehnologia Prelucrarii La Rece

Lucrarea de laborator nr. 4

Determinarea fortelor de tãiere

4.1. Scopul lucrãrii

Lucrarea are drept scop să familiarizeze studentii cu modul de determinare al fortei de tăiere atât după contur închis cât si după contur deschis în situatiile când muchiile tăietoare ale sculelor sunt înclinate sau paralele.

4.2. Determinarea fortei functie de pozitia muchiilor active

Tăierea intervine datorită actiunii perechii de muchii tăietoare a sculei asupra semifabricatului, muchii ce pot fi paralele sau înclinate sub actiunea fortelor transmise de sculă, semifabricatul intrã într-o stare de tensionare caracteristicã forfecãrii pure, deci semifabricatul în zona cea mai puternic tensionatã este solicitat în plan dupã o directie de întindere si dupã alta de compresiune asa cum se vede în fig. 4.1.

Deformarea semifabricatului cuprinde 3 faze si anume: la început apar deformãri elastice, odatã cu cresterea tensiunilor apar deformãri plastice, ca în final sã aparã fisurile de forfecare care cuprind întreaga suprafatã a materialului, fisuri ce apar în momentul pãtrunderii în material a muchiei active pe o adâncime de 20÷50% din grosimea semifabricatului, functie de plasticitatea acestuia.

Fisurile se propagă după un unghi =4÷6ş între muchiile active, conditiile optime ale tăierii apărând atunci când fisurile ce pornesc dintre cele două muchii active se suprapun pe aceeasi suprafatã din interiorul semifabricatului cum se vede în fig. 4.2.

În situatia în care jocul dintre muchiile active nu este jocul optim, fisurarea se produce dupã un volum, deci consum de energie suplimentar, rezultând o calitate a suprafetei tãiate inferioare cum se vede în fig. 4.3. Este necesar ca jocul dintre muchiile active sã fie egal cu jocul optim.

În zona de tăiere materialul suferă modificări structurale care constau în deformări si fărâmitări ale grăuntilor metalici. Apare deci ecruisarea, adâncimea stratului ecruisat extinzându-se la valori între 0,2÷0,5 din grosimea semifabricatului. În fig. 4.4. sunt prezentate aspecte ale straturilor din zona de tãiere functie de fazele si deformatiile ce apar astfel:

în zona A - straturile superioare datoritã deformatiilor plastice ale procesului de tãiere, sunt rotunjite;

în zona B - apare un strat lucios care indicã frecãrile în momentul pãtrunderii sculei;

în zona C - apare un strat rugos datoritã propagãrii fisurilor de forfecare din fata muchiilor tãietoare;

Page 34: Tehnologia Prelucrarii La Rece

în zona D - este zona strivitã a materialului, datoritã reactiunii tãisului opus sculei.

Forta de tăiere propriu-zisă este forta capabilă să învingă rezistenta materialului, ea producând fisurile de forfecare. În timpul tãierii deformatiile plastice si de rupere a semifabricatului sunt însotite de deformatii elastice, fapt ce explicã fenomenul cã deseul rezultat în urma unei perforãri nu intrã în orificiul din piesa perforatã el având dimensiuni mai mari.

Astfel apare situatia în care piesa nu mai poate fi desprinsă decât fortat de pe orificiul plăcii active. Din această cauză, pentru învingerea rezistentelor suplimentare din cadrul procesului de tăiere sunt necesare forte suplimentare ce trebuie adãugate la forta propriu-zisã de tãiere.

Forta totalã de tãiere pentru cazul cel mai general se determinã cu relatia:

Ftot = F+ Fd+ Fi+ Fînd (daN) (4.1)

în care:

F - forta de tãiere propriu-zisã

Fd - forta de desprindere a materialului de pe poanson

Fi - forta de împingere a materialului prin orificiul plãcii active

Fînd - forta de îndoire a materialului tãiat în situatia în care tãierea se executã în muchii active înclinate.

Particularizând relatia 4.1. apar următoarele situatii:

1. la tăierea după contururi deschise unde semifabricatul se îndepărtează singur de pe tăisul sculei Fd= Fi=0 apărând si aici două situatii:

a) sculele au muchii tãietoare si paralele Fînd=0 deci Ftot va fi:

Ftot=F (daN) (4.2)

b) sculele au muchii tãietoare înclinate Fînd< >0 deci Ftot va fi:

Ftot=F+Fînd (daN) (4.3)

2. la tăierea după contururi închise sau deschise, fără posibilităti de distantare a

semifabricatului fată de tăisul sculei Fi

0 si Fd

0 . Apar si aici două situatii:

a) sculele au muchii tãietoare si paralele Fînd=0 deci Ftot va fi:

Ftot=F + Fi + Fd (daN) (4.4)

b) sculele au muchii tãietoare înclinate Fînd< >0 deci Ftot va fi:

Ftot= F + Fi + Fînd (daN) (4.5)

Forta de tãiere propriu-zisã în situatia în care muchiile active sunt paralele, se determinã cu relatia:

F= k L g f (daN) (4.6)

în care:

L - lungimea conturului de tãiere;

Page 35: Tehnologia Prelucrarii La Rece

g - grosimea semifabricatului;

f - rezistenta la forfecare a semifabricatului;

k - coeficient ce tine seama de influenta factorilor ce apar în conditiile concrete industriale de lucru si are valori între 1,1÷1,3.

Valoarea lui f poate fi luată din tabele pentru diferite materiale sau se poate aproxima cu r functie de natura materialului astfel: pentru otel f =(0,75…0,90)r; pentru aluminiu moale f=(0,75…0,90)r; pentru aluminiu tare f=(0,55…0,70)r; pentru alamă f=(0,65…0,75)r.

Tinându-se cont de aceste corespondente, relatia fortei de tãiere propriu-zisã devine:

F= Lgr (daN) (4.7)

Lucrul mecanic cheltuit în procesul tãierii are expresia:

W=gF (daN . m) (4.8)

unde:

- coeficient de proportionalitate dintre forta medie si cea maximã ce apare în proces cu valori între 0,30÷0,75;

g - grosimea semifabricatului;

F - forta de tãiere propriu-zisã

Forta maximã care apare în procesul tãierii, nu corespunde momentului initial de atac al semifabricatului, adicã momentul în care aria sectiunii de rezistentã la tãiere are valoarea maximã. Variatia fortei functie de pãtrunderea relativã a muchiei active a sculei în semifabricat pentru materialele de plasticitate diferitã si scule cu jocuri diferite este prezentatã în fig. 4.5. Se observã cã forta maximã este mai mare la materialele dure si la jocurile dintre scule diferite de jocul optim, valoarea maximã la materialele dure se înregistreazã la o pãtrundere mai micã a muchiilor active, decât la materialele plastice, separarea completã a materialului marcatã prin scãderea bruscã a fortei pânã aproape de zero, intervine la o cursã mai redusã decât grosimea semifabricatului.

În situatia în care muchiile active sunt înclinate, situatia se prezintã diferit de cazul muchiilor active paralele, particularitatea principalã constând în faptul cã atacul materialului dupã conturul sãu de tãiere se realizeazã în mod progresiv. În fig. 4.6. se prezintã o pereche de muchii tãietoare înclinate si rectilinii.

Conform figurii, etapele procesului de tãiere sunt:

etapa initialã a procesului de tãiere care este etapa de pãtrundere a muchiei active în material pânã la strãpungerea acestuia în grosime, adicã etapa de la contactul punctiform 1 al muchiei active cu semifabricatul pânã la 2 când contactul devine liniar;

etapa caracteristicã a procesului de tãiere când muchia activã parcurge portiunea 2 la 3;

Page 36: Tehnologia Prelucrarii La Rece

etapa finalã a procesului de tãiere, de iesire a sculei din semifabricat, adicã portiunea de la 3 la 4.

Variatia forte în decursul procesului de tãiere se vede în fig. 4.7. unde se observã o crestere progresivã a forte în decursul etapei initiale, mentinerea constantã apoi în decursul etapei caracteristice si apoi scãderea progresivã a fortei în etapa finalã. Din fig. 4.6. se poate determina expresia fortei de tãiere propriu-zise.

F kg

f

2

2 tan (daN) (4.9.)

În care:

k - coeficient de majorare cu valori între 1,1÷1,3;

f - rezistenta la forfecare a semifabricatului;

g/2.tan - aria suprafetei triunghiulare ACD de rezistentã la tãiere;

- unghiul de înclinare al muchiei tãietoare.

Din relatiile 4.6. si 4.9. se observã cã la semifabricatele de lãtime mare la care f>>g/2.tan , procedeul de tãiere cu muchii tãietoare înclinate utilizeazã forte de tãiere mai reduse. Se observã din relatia 4.9. cã odatã cu cresterea unghiului forta de tãiere scade, lucru prezentat si în diagrama din fig. 4.8. Valoarea unghiului este limitat însã deoarece s-ar produce o îndoire pronuntatã a piesei rezultate iar calitatea suprafetei rezultate se micsoreazã. De asemenea, la muchii înclinate apare si o componentã orizontalã H a fortei exercitate de sculã, fig. 4.9., care tinde sã scoatã semifabricatul de sub actiunea muchiei tãietoare si a cãrei relatie este:

H=N.sin (daN) (4.10)

La o valoare a lui H ce depãseste valoarea fortei de frecare dintre semifabricat si reazemul sãu inferior, semifabricatul se deplaseazã, fapt ce face ca unghiul sã fie ales într-un domeniu delimitat de un minim si un maxim, functie de grosimea semifabricatului si anume între 2º÷8º, maxim 12º. Datoritã fortei constante ce se manifestã în decursul procesului de tãiere, lucrul mecanic cheltuit se poate determina cu usurintã. Pentru simplificare se considerã portiunea de semifabricat tãiatã initial, transpusã la capãtul opus al semifabricatului fig. 4.10, adicã triunghiul hasurat ACD, se transpune în pozitia EFG. Forta, de aceastã datã, este consideratã de-a lungul întregului proces de tãiere, iar cursa realizatã de muchia tãietoare este:

Hc =.tan (daN) (4.11)

Lucrul mecanic va fi:

W F H kg

f

2

2 tantan

(Kgf.m) (4.12.)

În situatia tãierilor dupã contur în fig 4.11. se prezintã etapa initialã a tãierii fig. 4.11.a; etapa propriu-zisã fig. 4.11.b. si etapa finalã în fig. 4.11.c. Relatia de calcul a fortei propriu zise va fi:

Fg

kf

rt

2

2

tan

(daN) (4.13) unde:

Page 37: Tehnologia Prelucrarii La Rece

r - unghiul real de înclinare a muchiei tãietoare în raport cu semifabricatul;

kt - coeficient ce are valori diferite functie de etapele de tăiere astfel:

pentru etapa initialã

k

h g h

gt 2

2 (4.14)

de aici se deduce kt pentru etapa propriu-zisã când h=g

pentru etapa finalã kt are expresia:

kH h g

gt 2

2

Pentru celãlalte forte ce se adaugã la forta de tãiere propriu-zisã existã relatii determinate experimental astfel:

Fi=ki.F (daN) (4.15)

unde: ki- coeficient functie de natura si grosimea semifabricatului cu valori experimentale variind între 0,01……0,07.

Fd=kd.F (daN) (4.16)

unde: kd- are valori cuprinse între 0,01……0,07.

Fînd=kînd.F (daN) (4.17)

unde: kînd=0,05..

4.3. Modul de lucruSe vor lua materiale de grosimi diferite si se va indica ce procedeu de tãiere se va utiliza, urmând ca studentii sã calculeze forta de tãiere propriu-zisã. Pe un material de aceeasi grosime se vor face probe de tãiere dupã contur închis si dupã contur deschis pe aceeasi lungime, se vor calcula fortele de tãiere pentru ambele situatii si se vor compara. La forta de tãiere propriu-zisã se vor adãuga apoi fortele suplimentare, gãsindu-se forta totalã.

Page 38: Tehnologia Prelucrarii La Rece

4.4. Mersul lucrãriiRezultatele se trec în tabelul 4.1.

Material Ghilotină Presă

g(mm) L(mm) F(Kgf) Fînd(Kgf) Ftot(Kgf) F(Kgf) Fi(Kgf) Fd(Kgf) Ftot(Kgf)

fig. 4.1. fig. 4.2.

fig. 4.3.

fig. 4.4.

ABCD

Material dur, jopt

Material plasticj>jopt

j=jopt

y/g

F

fig. 4.5.

AC

O

a

1234

a

fig. 4.6.

F

hfig. 4.7.

F

fig. 4.8.

H

Nfig. 4.9.B

A

C B

E

FG

Hc

fig. 4.10.

hH

(a)

g h H

(b)

H

(c)

g’gh

fig. 4.11.

Page 39: Tehnologia Prelucrarii La Rece

Lucrarea de laborator nr. 5

Lucrãri de îndoire. Deformatii si forte.

5.1. Scopul lucrãriiLucrarea are ca scop să prezinte studentilor fenomenele ce au loc în timpul îndoirii, elementele de care să se tină cont, caracterul deformatiilor ce apar si cum se determină fortele pentru realizarea procesului.

5.2. Tipuri de îndoiri, deformatii si calculul fortelor.Operatia de îndoire reprezintă deformarea prin curbare a unei părti a semifabricatului în jurul unei axe numită axa de îndoire, reprezentând un proces de deformare elasto-plastică. Grosimea maximă de îndoire poate ajunge până la 100 mm. Îndoirea se poate realiza pe masini speciale de îndoire, pe instalatii speciale manuale sau mecanizate si pe presă cu ajutorul matritelor în cazul dimensiunilor mici si mijlocii. Din punct de vedere tehnologic se cunosc două cazuri de îndoire: 1) - cu rază mică de curbură, deci cu grad mare de îndoire la care corespunde un grad mic de deformare plastică; 2)- cu rază mare de îndoire, deci cu grad mic de îndoire la care corespunde un grad mic de deformare. Utilajele pe care se poate executa îndoirea sunt: prese cu excentric, frictiune si hidraulice. În fig. 5.1. sunt prezentate modificările dimensionale ale unui semifabricat îndoit, ajungându-se de la r1 la r si de la l1 la lc.

În fig 5.1.a. semifabricatul se reazemă pe placa activă a matritei în două puncte de-a lungul a două linii; în fig. 5.1.b. semifabricatul ajunge în contact cu poansonul în trei puncte de-a lungul a trei linii iar în fig. 5.1.c. semifabricatul ia contact complet cu poansonul si cu suprafetele plăcii active.

În timpul îndoirii, deformarea semifabricatului nu se realizează la fel pe toate părtile. În fig. 5.2. se observă că partea inferioară a piesei se comprimă în directie longitudinală si se alungeste în directie transversală producând scurtarea si lătirea piesei. În exteriorul piesei se produce o întindere în directie longitudinală deci o lungire si o scurtare în directie transversală, făcând să apară îngustarea piese. Aceste fenomene nu se produc de-a lungul axei neutre O-O. În situatia când b<3g fig. 5.2.a., grosimea semifabricatului pe portiunea îndoită se micsorează, semifabricatul se lăteste spre interiorul piesei si se îngustează spre exterior formând o curbă transversală vizibilă, iar sectiunea ce initial a fost dreptunghi, devine un trapez deformat. Dacă b>=3g. fig. 5.2.b. materialul are rezistentă mare ce se opune deformatiei, sectiunea transversală a semifabricatului deformându-se foarte putin.

Conform legii volumului constant înainte si după deformare exprimat prin:

(5.1)

deformatia de alungire într-o directie, este egală cu deformatia de scurtare în altă directie, sunt posibile decât stările de deformare spatială fig. 5.2.a sau plană fig. 5.2.b.

Coeficientul de lătire Kb al semifabricatului se calculează:

Page 40: Tehnologia Prelucrarii La Rece

kb

bbmed 1 (5.2.)

unde:

bb b

med 1 2

2(5.3)

iar coeficientul de subtiere se calculează:

kg

ggi 1 (5.4)

unde:

gi -grosimea piesei îndoite;

g -grosimea semifabricatului.

Subtierea semifabricatului are loc numai pentru raze de îndoire mici r/g<=5.

În fig. 5.3. se prezintă valoarea lui Kg functie de r/g pentru îndoiri sub 90 grade.

Pentru cazul în care se neglijează subtierea provocată de îndoire, deci stratul neutru se află la mijlocul grosimii semifabricatului, lungimea relativă a stratului exterior este:

r g rg

rg

g

rg

2

2

2

2

(5.5)

unde:

r - raza interioară de îndoire;

g - grosimea semifabricatului

Când r , g/2 de la numitor se poate neglija în raport cu r si atunci =g/2r. Pentru ca deformatia să aibe caracter remanent se impune să aibe loc relatia:

c

E(5.6)

deci

r

g

E

c

2 (5.7)

astfel deformatia are un caracter elastic. Determinarea valorii limită l/g. nu conduce la rezultate satisfăcătoare deoarece la grade mai mari de deformare, nu se mai poate aproxima că stratul neutru se găseste la mijlocul grosimii semifabricatului, el deplasându-se spre straturile de material comprimat asa cum se vede în fig. 5.4.

De asemenea în timpul îndoiri, între straturile subtiri din care se consideră format semifabricatul, are loc asa zisul fenomen de sprijinire reciprocă a straturilor, fapt ce explică si micsorarea solicitărilor straturilor de la exterior spre interior, conducând la o crestere cu 40÷60% a limitei de curgere la îndoire fată de cea de la întindere. Legat

Page 41: Tehnologia Prelucrarii La Rece

de aceste fenomene, valoarea razei de curbură a fibrei neutre tinând cont de coeficientul de lătire Kb si subtiere Kg se determină cu relatia experimentală:

r gK K Kg g b0 5, (5.8)

unde:

Kg se ia din diagrame de forma celei din fig. 5.3

Kb=1 pentru cazurile de frecventă covârsitoare când lătimea semifabricatului depăseste de 2 ori grosimea (b 2g).

În cazul rulării urechilor pentru articulatii, are loc un proces de deformatie mai complex fig. 5.5. Rularea se efectuează cu matrite si scule de formă specială, producându-se o încovoiere cilindrică în consolă si o compresiune asimetrică produsă de frecarea dintre semifabricat si sculă. Încovoierea cilindrică în consolă este posibilă atunci când R<3,3g, de aceea în practică se ia R=3,2g. Pentru raze relativ mari, îndoirea se face pe dornuri deoarece se produce pierderea stabilitătii prin flambaj. La rularea frontală a semifabricatelor din tablă, marginea urechii nu se deformează complet cum se vede în fig. 5.6.a., de aceea marginea respectivă a semifabricatului se îndoaie în prealabil la raza dorită r sub unghiul =80÷90ş cum se vede în fig. 5.6.b, sau sub unghiul =45÷50ş când îndoirea se realizeză simultan cu decuparea semifabricatului din bandă.

Raza de curbură a stratului neutru al deformatiilor, la rularea frontală a pieselor se determină cu relatiile:

=R-y.g (mm) (5.9.)

unde y= coeficient dat în tab. 5.1.

r/g 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 2,2

y 0,4 0,42 0,44 0,46 0,48 0,49 0,5 0,5 0,5

La îndoiri la 180 grade si rază r<g, în partea centrală a părtii îndoite nu apare subtiere ci îngrosarea materialului, fapt ce necesită o prelucrare prealabilă a semifabricatului de-a lungul axei de îndoire cum se vede în fig. 5.7. sunt situatii când îndoirea se realizează cu muchie cum se vede în fig 5.8. Procesul asemănându-se în principal cu îndoirea obisnuită adică subtiere si alungire la exterior si îngrosare si comprimare la interior în ipoteza că r<b, grosimile materialului pe cele două părti fig. 5.8. se determină cu relatiile:

g gR

gb

RR

1

4(mm) (5.10)

si

g gr

gb

Rr

1

4(mm) (5.11)

Îndoirea pe muchie este posibilă numai la raze mai mari r4.b. La piese din bare laminate cu sectiunea circulară de diametru d, când r=1,5.d, sectiunea transversală a

Page 42: Tehnologia Prelucrarii La Rece

semifabricatului în portiunea îndoită nu se deformează, iar când r<1,5 .d, sectiunea după deformare devine ovală, având partea alungită orientată spre interiorul piesei asa cum se vede în fig. 5.9. În asemenea situatii, raza de curbură a stratului neutru se determină cu relatia:

r K

dKd d2

(mm) (5.12)

unde: Kd=d1/d este coeficientul de îngrosare; d= diametrul initial al semifabricatului; d1=diametrul maxim al piesei.

Profilele laminate se îndoaie în mod obisnuit dar cu raze de curbură mari cum se vede în fig. 5.10. Se poate considera că fibra neutră trece prin centrul de greutate al profilului. Deformarea sectiunii initiale se produce ca urmare a actiunii fortelor F1 si F2, generate de fortele de întindere N si compresiune Q, forte ce apar de-a lungul laturilor profilului.

În general raza minimă admisibilă care să nu ducă la aparitia fisurilor este:

rg T

min

2

1 (mm) (5.13)

La îndoire forta diferă de la caz la caz, valoarea ei depinzând de procesul de îndoire, de punctul ei de aplicatie si de caracterul deformatiilor. Din aceste motive, ea se determină din conditia de egalitate a momentului încovoietor activ cu momentul încovoietor rezistent al materialului piesei de îndoit. Conform fig. 5.11 se admite ipoteza simplificatoare că starea de eforturi unitare a materialului în zona de îndoire este liniară, portiunea întinsă +, portiunea comprimată -. În figură sunt prezentate schemele simplificate (epurele) ale repartitiei tensiunilor normale în sectiunea transversală a semifabricatului. În fig. 5.11.a si c. se prezintă cazul îndoirilor cu raze, relative, de îndoire mari deci deformatii elastice mari, iar în figura 5.11.b si d., cazul cu raze mici deci deformatii elastice mici, neglijabile la calcularea fortei. Cea mai apropiată de realitate este epura din fig. 5.11.c, deoarece ea tine seama atât de deformatiile elastice si plastice ale materialului cât si de ecruisare.

Deoarece zona deformatiilor elastice y0 este foarte mică în raport cu deformatia plastică ea se poate neglija în calcul fapt pentru care se ia situatia din fig. 5.11.d. În cazul pieselor din tablă de forma dreptunghiulară, momentul încovoietor rezistent se determină în baza simplificărilor admise . Determinarea se face în baza schemei din fig. 5.12. Se consideră suprafata elementară dA în sectiune transversală a materialului la distanta z de stratul neutru pe care actionează eforturile unitare y. Momentul rezistent elementar în zona de întindere va fi:

dM dA yr (5.14)

unde: dA=b.dy; +y.D

Dg g

m c

2 2

Înlocuind în relatia 5.14 elementul rezistent va fi:

Page 43: Tehnologia Prelucrarii La Rece

dM y D b y dyr ( ) (5.15)

M y D b y dyb g b g

Drd

g

c 2 2 2

8 24(5.16)

Înlocuind în relatia momentului rezistent expresia lui D rezultă:

Mb g b g

r m c

2 2

12 24 (daN.m) (5.17)

În ipoteza simplificatoare potrivit căreia momentul încovoietor rezistent în zona fibrelor comprimate este egal cu momentul rezistent în zona fibrelor întinse.

M Mb g b g

r r m c

25 12

2 2

(daN.m) (5.18)

unde: b g

W

2

6 care este modulul de rezistentă elastic al semifabricatului. Valoarea lui

m trebuie să fie limitată pentru a evita ruperea materialului.

Se va admite m r r 1 iar tensiunile din materialul neecruisat al semifabricatului, pot avea în cel mai dezavantajos caz o valoare maximă egală cu r. Deci valoarea c=r este suficient de acoperitoare. Rezultă deci:

M Wr r r 15, (daN.m) (5.19)

La semifabricatele cu sectiunea circulară de diametru d, se ajunge asemănător în final la:

M Wr r r 0 1 7, (daN.m) (5.20)

unde: W0= modulul de rezistentă al barelor cu sectiune circulară si are valoarea W0=0,1.d3.

Pentru producerea momentelor Mr în cele două cazuri create de tensiunile interne ale materialului, trebuie să actioneze asupra acestuia un moment activ al fortelor exterioare de valoare egală. Din egalitatea celor două momente, se va explicita forta de îndoire. Explicitarea se va face pentru câteva cazuri particulare si anume:

La îndoirea în V ca în fig. 5.13. relatia momentului încovoietor va fi:

M F l Wi r r 1 5, (daN.m) (5.21)

rezultă

F

W

lr r

1 5, (daN) (5.22)

La îndoirea ca în fig. 5.14. vom avea:

MF l

Wi r r

41 5, (daN.m) (5.23)

rezultă

F

W

lr r

4 1 5, (daN) (5.24)

Page 44: Tehnologia Prelucrarii La Rece

Se observă că la îndoirea în V, fortele diferă functie de modul de asezare al semifabricatului. În cazul al doilea aripile semifabricatului alunecă pe muchiile plăcii active, motiv pentru care aceste muchii se vor rotunji la o valoare ra=(2…6)g. Forta calculată în asemenea situatii este mai mare decât forta calculată în relatia 5.24, rezultând.

Fc=(1,2÷1,3)F (daN) (5.25)

La îndoirea în U ca în fig. 5.15., relatia momentului încovoietor este:

MF l

Wi r r

2

1 5, (daN.m) (5.26)

rezultă

F

W

lr r

2 1 5,

(daN) (5.27)

Expresia lui Mi s-a determinat considerând semifabricatul încastrat la nivelul planelor A1A2 si A2A2, deci realizând două îndoiri simple în V sub actiunea reactiunilor F/2 ce actionează la distanta l. a cărei relatie de calcul este:

l l r r j r r r j ra p a a p a 0 1sin sin sin (5.28)

Înlocuind în relatia 5.27. rezultă:

F

W

r j rr r

p a

2 15

1

,

sin

(daN) (5.29)

Din (5.29) se observă că F creste când sin creste. Considerând si frecările forta de calcul va fi:

Fc=(1,2÷1,3)F (daN) (5.30)

Dacă nu se admite o curbare a fundului piesei ca în fig. 5.16.a, el fiind drept ca în fig. 5.16.b, se va lucra pe stanta cu placa de fixare plană iar forta va creste cu 30%. Dacă fundul este invers curbat ca în fig. 5.16.c, se va lucra cu arcuri de actionare de jos în sus iar forta va creste cu 100÷150%. Lucrul mecanic se va determina cu relatia:

WF hc

2(daN.m) (5.31)

unde Fc/2= forta medie pe cursa activă; rp= raza poansonului; ra= raza muchiei active a plăcii matrită; l0= portiunea liniară a piesei în placa matrită.

5.3. Modul de lucru

Se va analiza de studenti functie de utilajele existente în dotarea laboratorului, care sunt tipurile de îndoiri ce se pot realiza. Comparând tipurile de îndoiri ce se pot realiza cu tipurile prezentate în partea teoretică a lucrării, se va studia lucrul mecanic necesar.

5.4. Prezentarea rezultatelor.Rezultatele se trec în tabelul 5.2.

Page 45: Tehnologia Prelucrarii La Rece

Material Îndoire în V Îndoire în U

g(mm) b(mm) l(mm) r(mm) l(mm) F(Kgf) F(Kgf) p(mm) j(mm)

e1

rm1

r1

(a)

g

r

e3

(c)e2

(b) Fig. 5.1.

1

0,9

0,8

0,71 2 3 4

Kg

r/g

Fig. 5.3

r

R

d1g’ g

-d1

+d1

Fig. 5.4.

Ryg

g

Fig. 5.5

r R0 0

b

b1

b2

gL

3 3

1

2

3

1

2

3

b

g

3 3

1

2

3

1

2

3

(a)b<3g

(b)b3g

Fig. 5.2

Page 46: Tehnologia Prelucrarii La Rece

(b)

r

Fig. 5.6

r

(a) g

b

Fig. 5.7

R

r

Fig. 5.8

gr

gR

R

r

Fig. 5.9

Rd

NN

QQ

F2

F1

Fig. 5.10

-

+

(a)

+

-(b) (c)

yg

g/2g

(d)

Fig. 5.11

A2A1j

rare

F/2 F/2

L

L

Fig. 5.15

(a) (b) (c)

Fig. 5.16

l

F

Fig. 5.13

l

F

Fig. 5.14

F/2F/2

Fig. 5.12

R

r

dy

ydyy

g/2g

l

Page 47: Tehnologia Prelucrarii La Rece

Lucrarea de laborator nr. 6

Ambutisarea pieselor cilindrice si studiul valorii limitã a coeficientului de ambutisare pentru piesele cilindrice fãrã

flansã si fãrã subtierea peretilor

6.1. Scopul lucrãriiLucrarea are drept scop să prezinte studentilor modul cum se realizează ambutisarea, când apare ambutisarea fără subtierea peretilor. Deasemenea ce înseamnă coeficient de ambutisare si de cine depinde el.

6.2. Ambutisarea propriu-zisã si coeficientul de ambutisare.Prin ambutisare, semifabricatul care a avut initial forma unui disc circular plat de diametru D, se transformă într-o piesă cavă cilindrică de diametru d1, cum se vede si în fig. 6.1, sau un semifabricat cav de diametru dn-1 îsi modifică forma obtinându-se tot o piesă cavă dar de diametru mai mic dn si înăltime mai mare. Grosimea peretilor piesei se mentine cu aproximatie, la valoarea grosimii g a semifabricatului (cazul ambutisării fără subtierea intentionată a peretilor). Cum se vede în fig. 6.1, deformarea are loc prin trecerea fortată a semifabricatului 3 prin orificiul plăcii active 4, sub influenta fortei transmise prin poansonul 1.

Peretele lateral al piesei cilindrice ia nastere din portiunea de flansă periferică inelară a semifabricatului (diametrul exterior D, diametrul interior d1). Pe măsura împingerii semifabricatului prin orificiul plăcii active, flansa se retrage spre poanson. Pentru a evita pericolul aparitiei cutelor de pe peretele lateral al piesei, la ambutisări adânci sau semifabricate subtiri, se fixează semifabricatul cu o flansă 2 fig. 6.1. asupra căreia actionează forta de fixare Q. Forta Q nu trebuie să fie prea mare întrucât flansa ar fi împiedicată să se retragă spre poanson si ar apărea tensionarea, respectiv ruperea materialului.

matrită la care actiunea poansonului este de jos în sus în cazul ambutisării unei piese oarecare spre deosebire de actiunea de sus în jos a poansonului, se prezintă în fig. 6.2. Ambutisarea o realizează poansonul 9 care produce deformarea odată cu intrarea în orificiul matritei 5 fixată de berbec. Fixarea se face de către placa 7 prin intermediul tijelor 10 de la perna hidraulică a presei. Un parametru tehnologic deosebit de important al acestei prelucrări este coeficientul de ambutisare m. Pentru piese cilindrice fără flansă, coeficientul de ambutisare fără subtierea peretilor din cadrul celei de a na operatii mn se exprimă prin relatia:

md

dnn

n

1 (6.1)

unde:

dn - diametrul piesei obtinute în urma operatiei în cauză

Page 48: Tehnologia Prelucrarii La Rece

dn-1- diametrul semifabricatului de la care s-a plecat la prelucrarea sa

Pentru prima operatie de ambutisare avem, pornind de la un semifabricat în formă de disc circular plan de diametru D si ajungând la o piesă de diametru d1 avem:

md

D11 (6.2)

Întrucât dn<dn-1, coeficientul de ambutisare, va avea întodeauna valoare subunitarã. Dacã se micsoreazã coeficientul de ambutisare, va creste gradul de deformare a materialului. Coborând valoarea coeficientului de ambutisare sub o anumitã limitã inferioarã, se înregistreazã ruperea materialului.

Lucrând cu valori ridicate ale coeficientului de ambutisare, deci impunând doar grade mici de deformare a materialului semifabricatului, în cazul când se cere realizarea unei piese de diametru mic si adâncime mare, se va necesita succesiunea a numeroase operatii de ambutisare. Lucrul acesta nu este justificat nici din punct de vedere economic nici tehnic. De aceea cunoasterea valorii limitã inferioarã a coeficientului de ambutisare, prezintã o importantã deosebitã pentru proiectarea rationalã a acestei prelucrãri.

Valoarea limitã minimã a coeficientului de ambutisare depinde de numerosi factori legati de semifabricatul supus prelucrãrii (material, stare, grosime), de parametrii constructivi ai stantei de ambutisat (raze de racordarea elementelor active, joc), cât si de regimul de lucru utilizat la desfãsurarea procesului (fixarea semifabricatului, ungere, viteza de deformare).

Lucrarea se executã pe presa hidraulicã de 100 Tf.

Realizarea diferitelor valori ale coeficientului de ambutisare se asigurã prin utilizarea unui semifabricat de diametru constant 240 mm, iar diametrul piesei obtinute în urma ambutisãrii având valori diferite.

6.3. Modul de lucrua) Se va determina valoarea limitã a coeficientului de ambutisare pentru conditii

precizate de lucru. Determinarea coeficientului de ambutisare limitã se va face supunând deformãrii în mod succesiv, semifabricatele având valori din ce în ce mai mici ale lui d, pânã la dimensiunea la care se înregistreazã în mod constant, ruperea acestora în cursul prelucrãrii (se va testa domeniul respectiv prin încercãri repetate de 3…4 ori). Materialul supus prelucrãrii va fi gros de 1 mm, racordurile elementelor active vor fi rp=ra, iar jocul se va lua cel optim;

b) Se va determina apoi influenta naturii materialului care se prelucreazã, asupra valorii limitã a coeficientului de ambutisare, variind plasticitatea materialului, în rest se va lucra ca la punctul a;

c) Respectându-se conditiile de la punctul a, se va determina coeficientul minim fatã de razele de racordare si se va construi diagrama de variatie m1=f(rp+ra);

d) Se vor lua semifabricate de grosimi diferite, deci se vor modifica jocurile dintre elementele active urmând sã se traseze diagrama de variatie m1=f(g).

Page 49: Tehnologia Prelucrarii La Rece

6.4. Prezentarea rezultatelorRezultatele se trec în tabelul 6.1.

Material

r daN/mm2

Grosimea semif.

Forta de fixare a semif.

Diametrul piesei d1=……mm

Conditii de lucru: în ungere

STAS

c daN/mm2

r (%)

Diametrul semif. D= mm

Razele de racordare rp=ra= mm

Jocul j= mm

Nr. încercare 1 2 3 4 5 6 7

D……mm

Dacã a intervenit ruperea piesei

Q Q

F

d1

g1

j

D

g

1

2

3

4

gg1

Fig. 6.1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Fig. 6.2

Page 50: Tehnologia Prelucrarii La Rece

Lucrarea de laborator nr. 7

Determinarea deformatiilor la ambutisarea fãrã subtierea peretilor

7.1. Scopul lucrãrii.Lucrarea are drept scop sã prezinte studentilor care sunt deformatiile mai semnificative ce apar la ambutisare, când variazã acestea în timpul procesului si cum pot fi determinate valoric.

7.2. Tensionarea semifabricatului, determinarea si calculul diametrului semifabricatuluiPrin ambutisare, semifabricatul plat se transformă într-o piesă cavă, sau un semifabricat cav, îsi modifică forma obtinându-se o piesă cavă dar de înăltime mai mare si sectiune transversală mai redusă (fig. 7.1).

Ambutisarea fără subtierea intentionată a peretilor se poate realiza:

a) fără fixarea semifabricatului care este aplicabilă pentru obtinerea pieselor cu pereti grosi si înăltime redusă;

b) cu fixarea semifabricatului aplicată pentru obtinerea pieselor cu pereti subtiri si înăltime mai mare.

La ambutisarea fără subtierea intentionată a peretilor, cu fixarea semifabricatului intervine schema de tensionare a materialului (fig. 7.2).

Solicitările la care sunt supuse diferite portiuni ale semifabricatului în timpul ambutisării ca în fig. 7.2. sunt:

1. fundul vasului (elementul a) este supus unei întinderi biaxiale de valoare redusă;

2. portiunea cilindrică deja formată a piesei (elementul b) este supusă unei întinderi radiale;

3. portiunea de flansă (elementul c) în curs de deformare (retragere spre spatiul jocului dintre poanson si placa activă) este supus întinderii radiale, compresiunii tangentiale si compresiunii axiale aceasta fiind portiunea de material cu tensionarea caracteristică ambutisării;

4. portiunile d si e sunt supuse unor solicitări compuse determinate de încovoierea pe muchiile rotunjite ale elementelor active ale sculei respectiv de frecările pe muchia plăcii active.

Directiile de tensionare sunt indicate în raport cu semifabricatul plan supus prelucrării.

Deformatiile materialului deformat prin ambutisare se pun în evidentă prin modificarea înregistrată pe piesă, a unei retele de linii trasate pe semifabricat (fig. 7.3). Se înregistrează deasemenea variatii în grosime a peretilor piesei ambutisate. Se

Page 51: Tehnologia Prelucrarii La Rece

constată că o retea de cercuri concentrice si echidistante I, îsi modifică distantele între ele pe peretele cilindric al piesei ambutisate, iar dreptele radiale desi concucurente pe semifabricatul plan, iau pozitie paralelă între ele pe peretele cilindric al piesei.

Se poate deduce:

a) deformatia radială de lungire cu relatia:

rii

i

dl

L (7.1)

unde: dli este variatia distantei dintre cercurile de ordin I, respectiv I-1, constantă prin comparatia valorilor de pe piesa, respectiv semifabricat; Li este distanta dintre cercurile de ordin I, respectiv I-1 de pe semifabricat;

b) deformatia tangentială de scurtare ti cu relatia:

ti

i pi

i

d d

d

0

0

(7.2)

unde: d0I este diametrul cercului de ordin I de pe semifabricat; dpi este diametrul mediu al cercului de ordin I de pe piesă;

c) deformatia axială de subtiere gi cu relatia:

gi

pig g

g

(7.3)

unde: g este grosimea semifabricatului; gpi este grosimea piesei la nivelul cercului de ordin i.

Pentru măsurarea variatiilor de grosime, se va folosi un dispozitiv cu vârf fix si cu comparator amplasat în dreptul acestuia ca în fig. 7.5.

La ambutisarea fără subtierea intentionată a peretilor, dimensiunea semifabricatelor se face admitând ipoteza simplificatoare de aproximare a grosimii peretilor piesei cu grosimea semifabricatului. În acest caz pentru a determina dimensiunea D a semifabricatului se stabileste o relatie între D si dimensiunile piesei considerând egalitate între suprafetele piesei si semifabricatului, elementele semifabricatului fiind pozitionate în fig. 7.4. Admitem în fig. 7.4. pentru suprafata de racordare teorema lui Guldin, adică socotim că aria A a unei suprafete oarecare generate prin rotatia unei generatoare de lungime L în jurul unei axe este:

A L Rr c 2 (mm2) (7.4)

Unde Rc este distanta de la centrul de greutate al curbei generatoare până la axa de rotatie. Se consideră o aproximare pentru simplificare făcând media aritmetică între dmed si df.

Rezultă Rd d

c

f med

2. Egalând cele două suprafete rezultă:

D d r d dd hr r f med

med

2 2

4 42

2 2(7.5)

rezultã cã:

Page 52: Tehnologia Prelucrarii La Rece

D d r d d hdf r f med med 2 4 4 (7.6)

în care: df este diametrul cercului plat de fund; dmed este diametrul mediu al peretelui cilindric al piesei ambutisate; h este înãltimea piesei ambutisate; rr este raza de racordare dintre peretele cilindric si fundul piesei (raportatã la fibra neutrã).

7.3. Modul de lucrua) se va trasa pe suprafata semifabricatului o retea de linii, constituită din cercuri

concentrice echidistante si drepte radiale;

b) se vor măsura diametrele cercurilor (d0I) si se vor deduce distantele dintre aceste cercuri li;

c) se va realiza ambutisarea semifabricatului, lucrând cu un coeficient de ambutisare m1= d1/D egal sau apropiat de valoarea limită minimă admisibilă pentru materialul respectiv. Deformarea se execută pe stante de ambutisat cu fixarea semifabricatului montată pe presa hidraulică PH-100;

d) se măsoară modificările de dimensiuni ale retelei constatate pe piesa ambutisată d li, dpi, gpi;

e) se calculează deformatiile ri, ti, gi;

f) se construiesc diagramele de variatie dupã cele trei directii, centrul semifabricatului fiind considerat plasat în originea sistemului de coordonate. Pe abscisa sistemului se redau distantele d0i/2 ale punctelor de mãsurare (coincidente cu raza cercurilor de razã I) fatã de centrul semifabricatului;

g) se vor mãsura dimensiunile piesei ambutisate si se va face corelarea dintre acestea si diametrul semifabricatului care a fost supus prelucrãrii, verificând concordanta cu datele relatiei 7.6.

g

D

F

j g1

d1

Fig. 7.1.

F

c

b

a

e

d

Q Q

Fig. 7.2.

li

D

Fig. 7.3.

Page 53: Tehnologia Prelucrarii La Rece

7.4. Prezentarea rezultatelor.

Rezultatele mãsurãtorilor se trec în tabelul 7.1.

Tabelul 7.1.

Semifabricat Material

D= mm

STAS

g= mm

Punct de mãsurare d0i dpi ti li lpi ri gpi gi

1

2

3

4

Diagrama de variatie a deformatiilor:

(r;t;g)

Desenul cotat al piesei (dmed, df, rr, h si indicarea pozitiei de mãsurare)

Verificarea relatiei 7.6. de dimensionare a semifabricatului

g

g

cr

df

h

dmed

Fig. 7.4. Fig. 7.5.

Page 54: Tehnologia Prelucrarii La Rece

Lucrarea de laborator nr .8

Determinarea fortei de ambutisare

8.1. Scopul lucrării. Lucrarea are drept scop familiarizarea studentilor cu tipurile fortelor ce apar în procesul de ambutisare, modul lor de determinare în vederea calculării fortei totale ce intervine.

8.2. Zonele influentate la ambutisare si calculul fortelor. Deformatia cea mai puternică se produce în zona de flansă, de aceea pentru determinarea fortei de ambutisare, se va porni de la schema de tensionarea flansei semifabricatului. În prima etapă se va lua în considerare numai solicitările de întindere radială si tangentială 3.

Se vor lua apoi în considerare influenta fixării semifabricatului ( compresiunea axială pe zona de flansă ), influenta încovoierii pe muchia rotunjită a plăcii active si influenta frecării pe această muchie. Pentru cazul ambutisării unui vas cilindric se ia o portiune elementară de flansă fig. 8.1. situată la distanta fată de centru, de lătime dsi de unghi mic la centru .

Conditia de echilibru va fi:

d d d1 1 3 0 (8.1)

sau:

d d3 1 3 0 (8.2)

Din ecuatia de plasticitate pentru a se produce deformarea plastică din zona de flansă a lui Huber-Mises, trebuie ca:

1 3 Tc (8.3)

unde: - este un coeficient si are valori cuprinse între 1 si 1,555. În cazul din figura 8.1., toată portiunea de flansă a semifabricatului de dimensiune D= 2R si d1= 2 .r1, în cursul ambutisării se transpune ca perete lateral de diametrul d1=2 .r1, al vasului cilindric.

Deformatiile straturilor laterale inelare vor fi diferite deci si ecruisarea va fi diferită si de aceea în calcule se va lucra cu o limită de curgere d, care este media valorilor corespunzătoare ale straturilor interioare d1 si exterioare D. Luînd pentru o valoare =1,1 rezultă:

1 3 11 , d (8.4)

înlocuind în 8.2. rezultă:

1 11 0, d d (8.5)

sau:

Page 55: Tehnologia Prelucrarii La Rece

dd

dd 1 11 0 , (8.6)

Tensiunea se transmite si asupra vasului cilindric în formare, deci conduce la precizarea fortei de ambutisare pe care trebuie să o exercite poansonul. Integrând relatia 8.6. pe domeniul R la r1 conform sensului de deplasare al flansei avem:

11

11 11 111

1

, , , lnd d dr

R

R

rd d R

r

rezultă:

11

11 , lnd

R

r (8.7)

În figura 8.2. se va observa un spor de solicitare datorat fixării semifabricatului, spor de care trebuie tinut cont. Fixarea semifabricatului, se realizează cu ajutorul fortei Q. În timpul ambutisării datorită fortei de fixare, apare frecare între placa de fixare si flansa semifabricatului si între flansa semifabricatului si placa matrită.

Forta de frecare creează solicitarea fr în material, având directia si sensul lui 1. Functie de forta de fixare Q, coeficientul de frecare si suprafata cilindrică 2.Rg a flansei semifabricatului avem:

r

g g

Q

R

Q

R

2

2 (daN/mm2) (8.8)

Datorită încovoierii pe muchia rotunjită a plăcii active, apare tensiunea ri care se deduce ca expresia lucrului mecanic ce intervine la deplasarea unei portiuni elementare de semifabricat de lătime unitară din pozitia 1 în pozitia 2, adică cu deplasarea unghiulară d cum se vede în fig. 8.3.

Se neglijază variatia sectiunii transversale a semifabricatului prin îndoire si se tine seama de modul de rezistentă în domeniul plastic pentru lătimea unitară de semifabricat care este g2/4 avem:

ri cg rg

dg

d

0

2

2 4(8.9)

luînd c=d relatia 8.8. devine:

rid

d

d

a

g

rg

g

r g

42

2 2 (8.10)

Întrucât după depistarea zonei de racordare, materialul se îndreaptă, deci suferă o nouă deformare, ri se ia de două ori, deci 8.10. devine:

rid

a

g

r g

2

În timpul deformării, apare frecarea între material si muchia rotunjită a plăcii matrită sub un unghi cum se vede în fig. 8.4.

Page 56: Tehnologia Prelucrarii La Rece

Solicitarea de frecare pe această portiune are expresia eunde e este baza logaritmilor naturali; este unghiul de cuprindere al muchiei rotunjite.

Solicitarea totală din timpul ambutisării are expresia:

amb fr rf e 1 (8.12)

sau:

amb d

d a

R

r

Q

R g

g

r ge

11

21

, ln (8.13)

Unghiul la ambutisarea pieselor cilindrice creste si se poate lua /2. Se dezvoltă în

serie e

2 1 1 6 , si se iau doar primii doi termeni. Înlocuind în 8.13. avem:

amb d

d a

R

r

Q

R g

g

r g

1 1 6 11

21

, , ln (8.14)

Solicitarea actionează de-a lungul peretelui lateral cilindric al vasului de arie 2r1g, deci forta de ambutisare maximă va fi:

F r gR

r

Q

R g

g

r gdd d

max , , ln

2 1 1 6 11

211

(8.15)

Pentru otel moale fig. 8.5. admitând d= 0,5r si luînd o valoare medie 0,13 relatia se poate simplifica putând fi defalcată pe operatii si astfel la prima operatie avem:

F g D da d1 11 2 , (daN) (8.16)

Pentru operatia a n-a avem:

F g d dan d n n 1 3 1, (daN) (8.17)

La fortele astfel calculate, se adaugă forta de fixare pentru flansă:

Q q A (daN) (8.18)

unde A este aria suprafetei de fixare a flansei semifabricatului; q este presiunea specifică a cărei expresie este:

qD

d

d

g r

0 25 10 5

1001

2

,, (daN/mm2) (8.19)

Pentru prima operatie forta de fixare pentru flansă va fi:

Q D d r qa12

1 1

2

42

(8.20)

Pentru a n-a operatie, forta de fixare pentru flansă va fi:

Q d d r qn n an1 12 2

42

(8.21)

Expresia fortei totale pentru ambutisare la piesele din otel moale este:

F F Qtot a (daN) (8.22)

Page 57: Tehnologia Prelucrarii La Rece

8.3. Modul de lucruStudentii vor analiza si identifica părtile componente ale unei matrite si vor identifica apoi forma piesei ce va urma să fie ambutisată cu matrita respectivă.

Se va studia justetea celor relatate teoretic functie de forma elementelor active pe care le prezintă matrita. Vor calcula pentru piesa ce trebuie ambutisată cu matrita analizată, forta totală de ambutisare pentru cazul general si pentru piesele din otel moale si vor face comparatie. După determinare, se vor face modificări teoretice ale razelor de rotunjire a muchiilor active si a grosimii de material după care se vor calcula din nou fortele de ambutisare făcându-se comparatii valorice.

8.4. Prezentarea rezultatelorRezultatele determinărilor se trec în tabelul 8.1.

Material

r= (daN/mm2)

STAS

g1= mm…gn= mm

Material tare Material moale

R

(mm)

r1

(mm)

Q

(daN)

ra

(mm)

Ftot

(mm)

dn

(mm)

dn-1

(mm)

D

(mm)

ra

(mm)

Ftot

(mm)

R

d

r1

AD

C B d.g

Fig. 8.1.

Q

Q

raga’

1=F

r

D=2Rd=2rQ

F

Fig. 8.2.

rd-dr

dr

rd

g

Fig. 8.3.

Fig. 8.4.d1

r

D

Fig. 8.5.

Page 58: Tehnologia Prelucrarii La Rece

Lucrarea de laborator nr. 9

Lucrãri de fasonare, deformatii si forte

9.1. Scopul lucrãriiLucrarea are drept scop să prezinte studentilor felul lucrărilor, ce se realizează prin fasonare, deformatiile ce se produc datorită eforturilor ce apar, precum si aplicabilitatea practică a acestor lucrări la piese folosite în productie.

9.2. Lucrãri de fasonare, deformatii, forte.Prin fasonare se obtin piese finite din semifabricate plane sau se finisează piesele semifinite prelucrate în prealabil prin diferite procedee de presare la rece.

Cele mai frecvent întâlnite operatii de fasonare cu aplicatie practică sunt: reliefarea, răsfrângerea marginilor, bordurarea, lărgirea, gâtuirea, îndreptarea. Operatiile se execută pe prese sau strunguri speciale de presare la rece.

Reliefarea este o operatie cu scop ornamental sau de rigidizare sau nervurare. Nervurile pot fi paralele între ele sau în cruce. Forma lor poate fi circulară ffig.9.1.a sau trapezoidală fig.9.1.b. Deformatia caracteristică este de întindere locală, valoarea medie a alungirii relative este:

med

l l

l

0

0

100 (%) (9.1)

în care: l0 - este lungimea initială a fibrei corespunzătoare unei nervuri; l - lungimea finală.

med se poate lua cu 10…15% mai mic decât r.

Pentru nervuri adânci, deformarea se efectuează în mai multe etape, cu reduceri între operatii.

Forta de nervurare se aproximează cu relatia:

F=K.L.g (daN) (9.2)

în care K - este un coeficient ce depinde de raportul dintre adâncimea si lătimea nervurii cu valori între 0,7÷1; L - lungimea nervurii; g - grosimea semifabricatului; r

- rezistenta la rupere a semifabricatului.

Semifabricatele subtiri se fixează pentru a evita cutarea, iar cele groase si cu nervuri de adâncime mică se execută fără fixarea semifabricatului. Elementele active ale sculei pot fi ambele din otel pentru semifabricatele groase, sau unul din otel si altul din cauciuc pentru semifabricatele subtiri.

Răsfrângerea marginilor se va trata detaliat în lucrarea de laborator nr. 10.

Bordurarea este operatia de răsfrângere a marginilor aproape în exclusivitate spre interiorul piesei. Prin bordurare se rotunjesc marginile pieselor cave sau tubulare,

Page 59: Tehnologia Prelucrarii La Rece

mărindu-le rigiditatea. Pentru piesele de rotatie, bordurarea se execută pe prese în matrite sau pe strunguri, iar pentru cele ce nu sunt de rotatie, numai pe prese în matrite. Bordurarea poate fi toroidală fig, 7.2.b, sau semitoroidală fig. 9.2.a. Bordura toroidală sau închisă se execută din două operatii cu recoacere intermediară.

Matrita pentru bordurare seamănă cu cea de ambutisare, tensionarea si deformarea materialului făcându-se ca la răsfrângerea marginilor. Forta de presare la piesele de forma corpurilor de rotatie are expresia:

F=k1+k2.gr(d1-d) (daN) (9.3)

în car: k1 - este coeficient ce depinde de duritatea materialului cu valori între 1,1÷1,2 pentru material moale si 1,4÷1,5 pentru material semidur; k2 - coeficient ce depinde de raza poansonului de bordurat cu valori între 1,6÷1,7 pentru raza mare si 1,9÷2 pentru raza mică.

În cazul pieselor poligonale Fp<F în cazul pieselor circulare la acelasi perimetru:

F rr

ra b r

g

r ggp c c r

2 1 0 9

0

, (daN) (9.4)

în care: rc - este raza de racordare dintre peretele lateral al piesei si bordura; r - raza de rotunjire a muchiei poansonului; a,b - lungimea respectiv diametrul bordurii; g - grosimea materialului; r - rezistenta la rupere a materialului.

Lărgirea sau umflarea se realizează prin întinderea materialului, deci prin subtierea peretilor în special în zona dată, obtinându-se o crestere a sectiunii transversale pe o portiune determinată. Deformatia principală este alungirea tangentială, astfel ca diametrul initial al semifabricatului d0, ajunge la du în zona umflată (lărgită) fig. 9.3. Gradul de umflare se exprimă prin coeficientul de umflare ku=du/d0, cu valori pentru OLC între 1,05÷1,2; pentru aluminiu între 1,15÷1,25. Subtierea peretelui se determină cu relatia:

g gd

duu

00

(mm) (9.5)

Dacă lu se va mentine la valoarea l0, pe lângă alungirea tangentială apare si o alungire axială, alungire ce se poate micsora în timpul umflării prin exercitarea unei compresiuni axiale asupra semifabricatului. Stantele folosite pentru lărgire pot fi cu poansoane compuse cu elemente de cauciuc, cu sectoare extensibile si cu umflare hidrostatică.

În fig. 9.4.a si fig. 9.4.b sunt prezentate două constructii de stante pentru lărgire cu poansoane compuse din elemente de cauciuc.

Forta necesară lărgirii se determină cu relatia:

Fg

d

dg dr

r

1002

450

0

02

0

(9.6)

În fig. 9.5 este reprezentată o stantă de umflat cu sectoare extensibile. Forta lărgirii în această situatie se determină cu relatia:

F k g h r 2 (daN) (9.7)

Page 60: Tehnologia Prelucrarii La Rece

în care: h - înăltimea zonei supuse umflării; k - coeficient ce depinde de unghiul al conului si coeficientul de frecare conform relatiei:

k

sin cos

cos sin cos

2 (9.8)

În fig. 9.6. se prezintă o stantă pentru lărgirea hidrostatică.

Gâtuirea se realizează prin reducerea sectiunii pieselor cave sau tubulare care pot fi: tronconice, cilindrice, si cu o parte tronconică si semisferice. În fig. 9.7.a,b si c se reprezintă cele trei tipuri de astfel de gâtuiri.

Stantele de gâtuire pot fi: fără sprijinul semifabricatului din fig. 9.8, cu fixarea exterioară a semifabricatului fig. 9.9. si cu sprijin interior si exterior al semifabricatului fig. 9.10.

Grosimea maximă a semifabricatului conform fig. 9.7. se determină cu relatia:

g gd

din

(mm) (9.9)

Înăltimea pieselor semifinite H supuse operatiei de gâtuire se determină functie de forma pieselor finite conform fig. 9.7. astfel:

Pentru piesele din fig. 9.7.a

H hd d

d

d

dn

n

1 058

11

2 2

,sin (mm) (9.10)

Pentru piesele din fig. 9.7.b

H h hd

d

d d

d

d

dn n

n

1 058

11

2 2

,sin (mm) (9.11)

Pentru piesele din fig. 9.7.c

H hd

dd d

nn

1

2 21

41 (mm) (9.12)

Numărul operatiilor necesare gâtuirii se determină cu relatia:

nd d

mn

med

lg lg

lg (9.13)

în care: m - este valoarea media a coeficientului de gâtuire pentru fiecare operatie,

md

d

d

dmedn

n

1

1 si depinde de proprietătile materialului de prelucrat, de grosimea

semifabricatului, forma pieselor si constructia matritelor conform tabelului 9.1.

Nr. Material semifabricate Tipul matritei

Page 61: Tehnologia Prelucrarii La Rece

crt.

cu sprijin fără sprijin

1 Otel moale 0,55÷0,60 0,70÷0,75

2 Am62, Am68 0,50÷0,55 0,65÷0,70

3 Aluminiu 0,53÷0,57 0,68÷0,72

4 Duraluminiu 0,60÷0,63 0,74÷0,76

Operatiile de gâtuire se execută pe presele cu excentric, frictiune, hidraulice, sau masini speciale rotative.

Forta necesară gâtuirii pentru piesele din fig. 9.7.a si c se determină cu relatia:

F d gd

dctgc

n

1 2 1 1

1,

cos

(9.14)

Pentru piesele din fig. 9.7.b forta se calculează cu relatia:

F d g

d

dctg

g d r

rcn c n m

m

1 2 1 1

1 82 12

,cos

, cos

(daN) (9.15)

în care: rm - raza de rotunjire a muchiei plăcii active; c - rezistenta la curgere a materialului din care se confectionează piesele.

Planarea si forma finală (îndreptarea). Datorită deformării semifabricatelor si pieselor plane ele trebuiesc îndreptate. Cauzele ce duc la deformare: tăierea cu cutite uzate sau unghiul de înclinare foarte mare, deteriorarea stantei, uzura piesei, jocul prea mare dintre elementele active, confectionarea pieselor complexe dintr-o operatie cu stante cu actiune succesivă.

Îndreptarea se execută manual cu ciocanul, cu matrita pe presă si masini speciale. Dacă tabla are mai multe ondulatii aceste se reduc mai întîi la una singură, continându-se apoi îndreptarea.

Piesele sau semifabricatele de dimensiuni mici, se îndreaptă cu matrite pe prese sau agregate speciale, matrite ce pot fi cu plăci active netede fig. 9.11.a cu plăci active în puncte fig. 9.11.b si cu plăci active în fagure 9.11.c.

Cele cu plăci active netede, se folosesc la îndreptarea tablelor subtiri si din material moale, cele în puncte se folosesc la table groase la care se cere precizie mare de îndreptare si se admit urme pe suprafata lor. Unghiul de profil al dintilor este 60÷90ş, iar vârful dintilor este putin aplatizat, având latura suprafetei frontale 0,5g. Înăltimea unui dinte se ia h=1÷2g, iar distanta între două rânduri de dinti l=1÷1,2g. Vârfurile dintilor celor două plăci active se întrepătrund.

Matritele cu plăci active în fagure, se folosesc la table groase si care nu admit urme pe suprafata lor. Înăltimea unui dinte h=g, iar suprafata frontală a unui dinte este Ap=6÷16 mm. Forta de îndreptare se determină cu relatia:

F= A.p (daN) (9.16)

Page 62: Tehnologia Prelucrarii La Rece

în care: A - este aria semifabricatului de îndreptat; p - presiunea de îndreptare care se ia:

pentru otel moale si alamă între 5 si 10 daN/mm2 si este valabilă pentru matritele cu plăci netede;

pentru plăci în puncte între 10÷20 daN/mm2;

pentru plăci fagure 20÷30 daN/mm2.

Utilajul folosit este presa cu frictiune si presa hidraulică, iar dacă se impune presa cu excentric. Ea va fi prevăzută cu o sigurantă de suprasarcină sub placa inferioară a matritei, sau să prevadă amortizor de cauciuc.

Fasonarea pe masini speciale se poate realiza pe strunguri de apăsat, filetare prin fasonare a pieselor tubulare, fasonare pe masini de rulat si făltuit. Pe strunguri se aplică la o serie mică, sau la piese cav-convexe, greu realizabile pe stante sau chiar imposibil. La serii mici, modelul pe care se apasă se execută din lemn, iar la serii mari din bronz, fontă si chiar otel. Modelul se fixează în axul strungului, iar semifabricatul sub formă de disc, se strânge pe model cu un sprijin rotativ fixat în păpusa mobilă, apăsarea făcându-se cu o bară rotunjită sau o rolă cum se vede în fig. 9.12. Turatiile axului principal se recomandă între 400÷1200 rot/min. Scula trebuie să aibe duritate mai mică decât semifabricatul. În fig. 9.13. se prezintă diferite posibilităti de fasonare în trepte si anume:

a) fasonarea în trepte

b) tăierea flansei cu două discuri si bordurarea cu o rolă

c) umflare prin actiunea a două role

d) gâtuirea cu o rolă si o mandrină

Filetarea prin fasonare poate fi făcută cu mandrina 1 si rola 3 fig. 9.14 cu tarod 1 si pieptene disc fig. 9.15 formând dintr-o dată filetul pe toată lungimea, materialul fiind puternic întins, deci se aplică la filetele de adâncimi mici si la materiale plastice. La procedeul cu tarod si rolă se fac filete de adâncime mare deoarece materialul nu se întinde asa cum se vede în fig. 9.16.

Masinile de rulat si făltuit se execută cu arbori orizontali, verticali sau înclinati. În fig. 9.17. se prezintă procedeul de răsfrânt margini pe masini cu role înclinate.

9.3. Modul de lucruStudentii vor efectua practic lucrări de reliefare si planare, urmând ca pe parcursul dotării laboratorului cu matrite pentru gâtuire, bordurare si lărgire să fie posibile toate lucrările de fasonare cuprinse în prezenta lucrare.

Se vor considera semifabricatele din materiale diferite ca duritate si grosimi diferite si se vor face încercări fără restrictie pentru a constata modul de comportare comparativ cu ce se prezintă în lucrare. Se vor calcula fortele de presare la reliefare si planare si se vor verifica practic pe presa hidraulică de 100 tf, după care se va calcula alungirea relativă în cazul reliefării. Se vor face fasonări pe strung cu sabloane.

Page 63: Tehnologia Prelucrarii La Rece

9.4. Prezentarea rezultatelorRezultatele se vor trece în tabelul 9.2.

Nr.

Crt.

Material Reliefare Planare

g

(mm)

(daN/mm2)

F

(daN)

med

(%)

A

(mm2)

p

(daN/mm2)

F

(daN)

1

2

3

Page 64: Tehnologia Prelucrarii La Rece

l

l0(a)

l0 l0 l0

l

(b)Fig. 9.1.

(a) (b)Fig. 9.2.

lu

du

d0

d0

la

(a) (b)

Fig. 9.3.

Semifabricat Piesă

dgH

dn

(a)

h1 dgH

dn

(b)

gf

h1

hh2

(c)

dgH

dngi

h1

h

Fig. 9.7.

(a)

1

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

6

(b)Fig. 9.4.

1

2

Fig. 9.6.

Fig. 9.5.

1

5

2

3

4

6

7

Page 65: Tehnologia Prelucrarii La Rece

12

34

Fig. 9.9.

Fig. 9.8.

1

2

1

2

3

4

Fig. 9.10

Fig. 9.11.(a) (b) (c)

123456

7

Fig. 9.12.

Fig. 9.13

12

3

Fig. 9.14.

2

1 (a)

3

p

(b)

Fig. 9.15.

2

1 (a)

2

1 (b)

3

2

1 (c)

3

Fig. 9.16.

Rolă de apăsare

Fig. 9.17

Page 66: Tehnologia Prelucrarii La Rece

Lucrarea de laborator nr. 10

Studiul deformatiilor si a coeficientului limitã de rãsfrângere a marginilor orificiilor de formã circularã (fãrã subtierea

intentionatã a peretilor)

10.1. Scopul lucrãrii.Lucrarea are drept scop să prezinte studentilor modul de obtinere a pieselor cu margini răsfrânte din piese care au fost obtinute în prealabil prin operatii de decupare si perforare, precum si coeficientul limită de răsfrângere, până la care nu apare fisurarea pieselor.

10.2. Coeficientul de rãsfrângere, tensiuni si deformatii.În fig. 10.1. se arată o piesă cu margini răsfrânte din care rezultă că răsfrângerea marginilor găurilor, este operatia de stantare la rece din care se realizează o deformare a marginilor găurii prelucrată în prealabil fig. 10.1.a, în vederea matritării acestui orificiu pe seama unei replieri a materialului fig. 10.1.b. Răsfrângerea marginilor poate avea loc: a) cu subtierea intentionată a peretilor; b) fără subtierea intentionată a marginilor.

În cele ce urmează se analizează numai cazul răsfrângerii fără subtierea voită a peretilor, acesta fiind cel mai frecvent întâlnit în practică.

Coeficientul de răsfrângere se defineste prin raportul:

Kd

drm

0(10.1)

în care: d0 - este diametrul orificiului prelucrat în prealabil, în semifabricat; dm - diametrul mediu a zonei răsfrânte a piesei

Există o valoare limită a acestui coeficient, care dacă este depăsită, se înregistrează aparitia unor fisuri la marginea zonei răsfrânte a piesei. Valoarea limită a coeficientului de răsfrângere este determinată de o serie de factori, dintre care cei mai importanti sunt:

a) materialul si grosimea relativă a semifabricatului g/d

b) modul de obtinere si starea marginilor orificiului (perforare sau burghiere, prezenta sau lipsa bavurilor).

Se constată că orificiile obtinute prin găurire cu burghiul, admit un grad de deformare superior celor obtinute prin perforare, aceasta deoarece prin perforare apar ecruisări pronuntate în vecinătatea zonei de forfecare, zonă care de altfel este supusă în procesul de răsfrângere la deformatii maxime. Un tratament termic de recoacere, permite obtinerea unor coeficienti de răsfrângere de valoare mai redusă.

Existenta bavurilor pe marginea orificiilor semifabricatelor permite scăderea valorii coeficientului limită de răsfrângere.

Page 67: Tehnologia Prelucrarii La Rece

Plasticitatea mai mare a materialului semifabricatului permite de asemenea sporirea gradului de deformare (reducerea lui Kr). Valoarea coeficientului de răsfrângere, pentru care apare fisurarea piesei, pe bază de deductii analitice se aproximează cu relatia:

Krr

,min 1

1 (10.2)

în care: r - reprezintă alungirea relativă la rupere a materialului dat.

În timpul operatiei de răsfrângere fără subtierea intentionată a semifabricatului, are loc o deformare plastică complexă a semifabricatului din vecinătatea orificiului răsfrânt.

Starea de tensionare se caracterizează prin următoarele:

o solicitare de întindere după directia tangentială, care conduce la o reducere apreciabilă a grosimii peretelui orificiului răsfrânt, în raport cu grosimea semifabricatului;

o solicitare de încovoiere a materialului, în zona de racordare dintre partea plană si cea răsfrântă a piesei.

Deformatiile produse de aceste tensiuni se pot pune în evidentă prin urmărirea modificării unei retele de linii marcate pe semifabricat. În acest scop se trasează un număr cât mai mare de cercuri concentrice si drepte diametrale pe suprafata semifabricatului (fig. 10.1.a).

Modificarea acestei retele de linii, intervenită prin răsfrângerea semifabricatului, permite a se preciza natura si gradul deformatiilor survenite în proces (fig. 10.1.b). Pe bază măsurărilor se pot deduce deformatiile relative produse după: directia tangentială Q ; axială g si radială , folosind expresiile;

Qm

ig

mi mi i

i

d d

d

d g

g

L L

L

1 ; ; ; (10.3)

în care:

di - diametrul de ordin i de pe semifabricatul plat;

dm - diametrul orificiului răsfrânt;

dmi - grosimea piesei răsfrânte la nivelul cercului de ordin i;

L - distanta de la marginea orificiului d0 până la cercul de ordin i pe semifabricat

Ld d

ii 0

2(10.4)

Lmi - distanta de la marginea zonei răsfrânte, până la cercul de ordin i de pe piesă.

Directia tensiunilor si deformatiilor se precizează în raport cu semifabricatul nedeformat.

Page 68: Tehnologia Prelucrarii La Rece

10.3. Modul de lucruOperatiile de răsfrângere se vor executa cu o stantă de răsfrânt margini pe presa PAI 16, orificiile ce se vor răsfrânge se vor executa atât prin deformare cât si prin burghiere urmărindu-se influenta modului de prelucrare asupra coeficientului de răsfrângere, stabilind valoarea limită a acestuia prin răsfrângerea marginilor cu elemente active de dimensiuni variabile. Se va urmării influenta naturii materialului asupra coeficientului limită de răsfrângere si se vor compara valorile Kr,min , determinate experimental, cu cele obtinute cu relatia 10.2. Se vor măsura elementele necesare calculului deformatiilor relative Q , g , si se vor calcula mărimile acestora, după care se construieste diagrama de variatie a lui Q , g , în functie de L.

10.4. Prezentarea rezultatelor

Rezultatele se trec în tabelul 10.1.

Page 69: Tehnologia Prelucrarii La Rece

d0d6 d4 d2 d1 d7d5d3

L1

L4

L6

L3

L2

L5

L7

(a)

Lm3 Lm1Lm2 g0

g1

g2

g3

dm

(b)

Fig. 10.1

Page 70: Tehnologia Prelucrarii La Rece

Lucrarea de laborator Nr. 11

Sisteme de mecanizare si automatizare

11.1. Scopul lucrãrii. Lucrarea are drept scop să prezinte studentilor posibilitătile prin care presarea la rece se poate mecaniza atât în ce priveste alimentarea cu semifabricate, îndepărtarea pieselor si deseurilor etc., precum si asezarea utilajelor în vederea formării de linii automate.

11. 2. Posibilitãtile de mecanizare si automatizare. Automatizările se pot adopta partial sau total în functie de volumul de fabricatie, gradul de extindere fiind solutionat pe baza de calcul de rentabilitate. Mecanizarea si automatizarea la lucrările de presare la rece cuprinde:

I. Alimentarea sculelor cu semifabricate; îndepărtarea pieselor si deseurilor din sculă; transportul semifabricatelor între posturile de lucru, asezarea pieselor prelucrate; automatizarea comenzii si controlului.

II. Mecanizarea si automatizarea sculelor cu semifabricate.

În grupa dispozitivelor de mare precizie intră dispozitivele de alimentare cu clesti.

Semifabricatul este strâns într-un cleste mobil si apoi este transportat de către acesta. Al doilea cleste fix al dispozitivului imobilizează semifabricatul pe perioada cât acesta nu este prins de clestele mobil asa cum se vede în fig. 11.1. Pasul de avans se reglează deobicei prin limitatoarele amplasate la capetele de cursă. Dispozitivele cu clesti prezintă o mare varietate constructivă. Un alt dispozitiv este cel cu cârlig legat constructiv de stantă cum se vede în fig. 11.2., unde cârligul 2 articulat în glisiera 1, se deplasează împreună cu acestea pe ghidajele 3, montate pe placa fixă 4. Cârligul este amplasat tot timpul pe suprafata plăcii 4, de către arcul lamelă 5, iar mersul în gol al berbecului se deplasează spre dreapta. Sub actiunea arcurilor elicoidale 6, se ridică si trece peste puntitele rămase da la decupare de la banda 7, si datorită arcului 5 coboară în aceste orificii. Arcul lamelă 8 fixat pe placa 10 prin surubul 9, retine banda pentru a nu se deplasa în timpul deplasării cârligului peste puntită. Placa 10 serveste la ghidarea benzii la scoaterea acesteia de pe poanson. La cursa activă a berbecului, pana 11 deplasează glisarea 1 spre stânga cu o distantă mai mare de 1…3mm decât pasul făcut de semifabricat deoarece banda se poate deforma numai realizându-se puntita necesară între piesele ce urmează a se decupa.

Aceste dispozitive se folosesc pe prese la care numărul maxim de curse duble pe minut este 120, iar grosimea minimă a semifabricatului este de 1 mm.

Un alt dispozitiv mecanizat este dispozitivul de avans cu pene înglobat în gabaritul stantei fig. 11.3. Stanta dispune de o pană 2 ce actionează prin partea inferioară a sculei si una 3, prin partea superioară a acesteia. Penele se leagă de partea superioară a stantei si execută ambele aceleasi miscări cu ale poansonului 1. Asupra puntitelor semifabricatului actionează mai întâi pana 2, când poansonul se ridică, si apoi pana 3

Page 71: Tehnologia Prelucrarii La Rece

când poansonul 1 coboară, iar actiunea ei se închide înainte de a se realiza atacul semifabricatului de către poanson. Cele două pene micsorează cursele berbecului presei.

Un alt mecanism cu pene role este prezentat în fig. 11.4., unde avansul benzii se realizează cu ajutorul căruciorului 1, iar blocarea ei se face de către suportul fix 2, în timp ce căruciorul 1 de retrage. Unghiul de pantă al căruciorului si suportului este de 12…15 grade. Cursa activă a căruciorului se realizează de către presă printr-un sistem de pârghii, deplasarea lui se face către stânga, rolele 3 si 4, apasă semifabricatul deplasându-l cu un pas, iar rolele 5 îl eliberează. Readucerea căruciorului în pozitie initială se realizează cu arcul elicoidal 7 la mersul în gol al presei, când rolele 3 si 4 eliberează semifabricatul iar rolele 5 îl fixează. Mentinerea rolelor în contact cu suprafetele înclinate ale căruciorului si suportului fix, se face de către arcurile elicoidale 6.

În fig. 11.5. se prezintă subansamblu ventuză al unui dispozitiv de alimentare. Prin apăsarea ventuzei pe semifabricat, se creează vidul necesar pentru apucarea semifabricatului. Ventuza eliberează semifabricatul prin actionarea pârghiei 1, care ridică supapa 2, permitând accesul aerului sub talerul 3 de cauciuc al ventuzei. Pârghia 1 este actionată automat la capătul cursei spre stânga traversei instalatiei de alimentare.

În cazul alimentării cu semifabricate individulale, dispozitivele au constructia diferită fată de cele pentru alimentarea cu benzi sau fâsii.

În fig. 11.6. este prezentată una din cele mai simple solutii de mecanizare a alimentării cu semifabricate individulale. Dispozitivul prezintă un jgheab înclinat, alimentarea fiind făcută la extremitatea jgheabului evitând pericolul de accidentare a muncitorului, iar ritmul alimentării este mult mai mare decât alimentarea direct sub poanson.

Pentru semifabricate cu grosimi mai mari se foloseste dispozitivul cu cursor din fig. 11.7. La ridicarea părtii superioare a stantei, magazia 1 cuprinsă în cursorul 2, sub actiunea arcului de tractiune 3, se deplasează spre stânga aducând semifabricatul la postul de lucru. La cursa activă a matritei cursorul este readus în pozitia initială de către cama 4, fixată pe placa de cap 5 al stantei.

În fig. 11.8. se prezintă un dispozitiv pentru semifabricate plane subtiri. Discul este confectionat din cauciuc, iar semifabricatele se mentin ridicate în magazie de către niste arcuri.

Un dispozitiv de mare eficientă este dispozitivul de alimentare disc-revolver asa cum se vede în fig. 11.9. Discul-revolver 4, prezintă n lăcasuri dispuse circular si echidistant, în ele fiind introduse semifabricatele. La fiecare cursă de ridicare a berbecului, dispozitivul realizează o miscare cu un unghi 360/n grade, aducând în dreptul elementelor active 2 si 3 semifabricate în vederea prelucrării. În figură, 1 reprezintă suportul portpoanson, iar placa 5 placa suport a pastilei matrita 3. Pentru piesele individuale mărunte, alimentarea se poate face cu dispozitive cu buncăre care pot fi:

Page 72: Tehnologia Prelucrarii La Rece

a) cu buncăre si cârlig, fig. 11.10., cârligele fiind situate pe rotor, iar prin rotire prin masa pieselor din buncăr, apucă câte una, o introduce în jgheabul deschis, iar de aici prin conducte de aductiune spre stantă si

b) cu buncăr si tije de prindere fig. 11.11., prinderea pieselor făcându-se pe tija 1, fiind introduse si retinute în tija de aductiune 3 prin intermediul unor pene 4, care împiedică revenirea pieselor în buncăr.

Privind mecanizarea si alimentarea pieselor si deseurilor din sculă, în situatia când acestea cad prin orificiile plăcii active, plăcii de bază si a mesei presei, nu sunt probleme. În situatia în care scoaterea se face invers se vor folosi diverse sisteme extractoare actionate prin arc fig. 11.12.a; cu tampon de cauciuc fig. 11.12.b; sau prin sistem de pârghii comandat de berbecul presei fig. 11.12.c. Aducerea piesei se face până la nivelul suprafetei superioare a plăcii active. Îndepărtarea din această zonă se realizează fie prin alunecare, la prese cu batiu înclinabil, sau prin suflarea pieselor, în special ambutisate, cu un jet de aer comprimat. În cazul perforărilor, scoaterea pieselor de pe poanson se poate realiza:

cu elemente de desprindere fixe fig. 11.13.a;

cu elemente sub formă de plăci actionate printr-un element elastic fig. 11.13.b;

constituite chiar dintr-un tampon de cauciuc.

Îndepărtarea din această zonă se realizează cu aruncătoare automate cu arc cu se vede în fig. 11.14. La ridicarea părtii superioare a stantei, clichetul 1, legat de consola 2, determină rotirea pârghiei cotite 3, care actionează aducătorul 4. Readucerea sistemului în pozitia de echilibru după ce actiunea clichetului asupra pârghiei cotite a încetat, se face de către arcul 5.

III.Mecanizarea si automatizarea transportului semifabricatelor de la un utilaj la altul se face cu linii automate în functie de modul de amplasare a preselor cum se vede în fig. 11.15., astfel:

a) presele sunt amplasate frontal pe un rând, piesele deplasându-se de la o presă la alta prin deschiderile laterale ale batiurilor;

b) presele sunt asezate succesiv, piesele deplasându-se prin deschiderile din fată si spate ale preselor;

c) presele sunt asezate frontal, iar piesele se introduc în spatiul de lucru al presei pe o parte si se scot pe alta;

d) presele sunt asezate frontal, piesele se introduc si se scot pe aceeasi parte a presei;

e,f,g) presele nu sunt asezate în aceeasi directie, deplasarea pieselor de la o masină la alta realizându-se diferit;

h) presele sunt asezate circular după cum o cere spatiul existent.

Automatizarea asezării preselor presate la rece se poate realiza fie ca în fig. 11.16., când piesele rezultate cad prin orificiul plăcii matrită, plăcii de bază si masa presei, fie pe jgheaburi înclinate în formă de U, în situatiile în care piesele sunt scoase la suprafata plăcii matrită.

Page 73: Tehnologia Prelucrarii La Rece

IV. La presele unde toate operatiile sunt automatizate, se impun sisteme se semnalizare si proiectie pentru a evita degradarea sculelor si utilajului, datorită eventualelor dereglări în procesul de lucru. Acestea se asigură prin întrerupătoare de constructie adecvată. P 73.

În fig. 11.17. este prezentat un întrerupător pentru semnalarea terminării alimentării cu semifabricate în formă de bandă. Banda trece deasupra plăcii 1 sub rola 2, care fiind fixată în pârghia articulată 3, este împinsă în jos de arcul 4. Rola coborând la degajare la terminarea benzii, pârghia 3 rotind-se în jurul articulatiei sale, determină desfacerea contactului.

În fig. 11.18. se prezintă un întrerupător pentru semnalarea terminării alimentării semifabricatelor individuale ce se scurg pe jgheab. O portiune 2, din fata laterală a jgheabului 1, este mobilă. Sub actiunea arcului 3, elementul mobil apasă asupra semifabricatului. Când nu mai sunt piese în jgheab, elementul 2 scapă în interiorul jgheabului, iar tija legată de el, desface contractual K.

În fig. 11.19. se prezintă un întrerupător pentru semnalarea dereglării de pas. Palpatorul 1, glisează în placa portpoanson si este în avans cu un pas fată de poansonul 2. Dacă avansul nu are valoarea pasului impus, palpatorul loveste semifabricatul, se ridică si întrerupe contractual K.

În fig. 11.20. este prezentat un întrerupător pentru semnalarea intrării a două semifabricate suprapuse. Ciocul pârghiei articulate 1, apasă pe arcul 2, palpează semifabricatul. La intrarea sub cioc a încă unui semifabricat, pârghia se roteste, determinând deschiderea contactului K.

11.3. Modul de lucru.Lucrarea de fată cuprinde mai mult un caracter teoretic, deoarece mecanizarea si automatizarea este rentabilă la productia de serie mare si masă, costul instalatiilor amortizându-se numai la asemenea tipuri de productie.

11.4. Prezentarea rezultatelor.Studentii vor schita linia tehnologică automată pe care o vor vedea si vor specifica tipul tuturor utilajelor din cadrul liniei. De asemeni vor schita tipurile de elemente mecanizate, făcându-se apoi confruntarea cu cele prezentate în lucrare.

Page 74: Tehnologia Prelucrarii La Rece

10

87

11

1

3

2

5

4

6

9

…3 mm

Fig. 11.2.

Fig. 11.1.

Page 75: Tehnologia Prelucrarii La Rece

1

2

3

(a)

1 3

(b)2

3

(c)

1

2

Fig. 11.31

23

45

6

6

7

Fig. 11.4

12

3

Fig. 11.5Fig. 11.6

Fig. 11.7

1

2

3

45

Page 76: Tehnologia Prelucrarii La Rece

Fig. 11.8

12

3

4

5Fig. 11.9.

AA

A-A

Semifabricat

Fig. 11.10.

Fig. 11.11.

Page 77: Tehnologia Prelucrarii La Rece

(a)(b)

(c)

Fig. 11.12.

(a) (b) (c )

Fig. 11.13.

1

2

3

54

Fig. 11.14.

(a)

(b)

(d)

(c)

(e)

(f)

(g)

(h)Fig. 11.15.

Page 78: Tehnologia Prelucrarii La Rece

Fig. 11.16

K

1

2

3

4

Fig. 11.17

Fig. 11.18.

12

3

K

12

Fig. 11.19. Fig. 11.19.

K

1

2

Page 79: Tehnologia Prelucrarii La Rece

Lucrarea de laborator nr.12

Studiul curgerii materialului la extrudare

12.1 Scopul lucrãrii.Lucrarea are drept scop să prezinte studentilor tipurile de extrudare, principalii factori care influentează curgerea materialului, gradul de deformare precum si forta de împingere.

12.2. Studiul procedeelor de extrudare, calculul gradului si fortei de deformare.Extrudarea la rece este operatia de deformare a semifabricatelor masive pe baza curgerii plastice a metalului prin jocul dintre poanson si placa activă.

Există 3 procedee de extrudare:

a) Procedeul direct, la care curgerea materialului are loc în sensul deplasării active a poansonului fig. 12.1.a;

b) Procedeul invers, la care curgerea metalului are loc în sens opus deplasării active a poansonului fig. 12.1.b;

c) Procedeul combinat, care reprezintă îmbinarea primelor două procedee fig. 12.1.c.

Principalii factori care influentează curgerea materialului, prin jocul dintre elementele active ale sculei, respectiv de care depinde si calitatea pieselor obtinute sunt:

1. Procedeul de extrudare;

2. Proprietătile plastice ale materialului supus deformării;

3. Geometria plăcii active si a poansonului;

4. Ungerea;

5. Viteza de deformare.

Extrudarea directă.

La deformarea materialului la extrudarea directă sunt de semnalat 3 stadii distincte:

1. Presarea semifabricatului în containerul plăcii active până la începutul curgerii metalului prin orificiul de extrudare fig. 12.2.a;

2. Curgerea metalului din container prin orificiul de extrudare până când hs>hscf

fig. 12.2.b;

3. Curgerea metalului din container prin orificiul de extrudare până când hs<hscf

fig. 12.2.c.

Cele 3 stadii se evidentiază distinct prin variatia fortei de extrudare fig. 13.3.

Datorită frecării între suprafetele de contact dintre semifabricat si sculă, deformarea este neuniformă în interiorul semifabricatului, unele zone deformându-se numai elastic fig. 12.4. Zonele 1 si 3 sunt deformate elastic, zona 2 este deformată plastic si

Page 80: Tehnologia Prelucrarii La Rece

în anumite conditii de lucru zona 2 poate ajunge la partea centrală a semifabricatului, cu pericolul antrenării unor oxizi prezenti pe suprafata exterioară. Volumul si configuratia zonelor elastic deformate depind de unghiul caracteristic al plăcii active si de conditiile de ungere. Ultimul stadiu al deformării are importantă mare deoarece creste viteza de curgere transversală a materialului si, când acesta devine turbulentă, există posibilitatea ca defectele superficiale ale semifabricatului să fie antrenate în interiorul piesei. Gradul de deformare la extrudarea directă se exprimă prin relatia:

1 100%

2

2

d

D(12.1.)

în care: d- diametrul presei; D- diametrul semifabricatului

Datorită plasticitătii ridicate a materialului supus prelucrării, la extrudarea directă se pot obtine grade de deformare până la 80%, la o singură operatie. Forta de deformare se calculează cu relatia:F S daN (12.2.)

în care: - rezistenta la deformare; S- aria suprafetei transversale a semifabricatului

Rezistenta la deformare depinde de natura materialului deformat, unghiul caracteristic al cavitătii plăcii active si gradul de deformare.

Extrudarea inversă.

În cazul extrudării inverse la rece, fig. 12.5., datorită frecării dintre materialul ce se deformează si peretii plăcii active, respectiv poanson, apar zone distincte de deformare. Astfel zona 1, cuprinsă între suprafetele sferice ABC si FED, reprezintă focarul deformatiei plastice. În zonele 3 dispuse mai jos, intensitatea deformatiei scade, iar în zona 4, începând de la suprafata HEG în jos, dispare complet. Zona 2 de la suprafata frontală a poansonului este putin deformată.

La procesul indirect, rezistenta la deformarea metalului este în general mai mare decât la extrudarea directă. Forta se calculează cu relatia:F S daN (12.3.)

Gradul de deformare este:

d

D

2

2100 daN (12.4.)

Mărimea rezistentei la deformare în cazul extrudării inverse depinde de gradul de deformare, natura materialului semifabricatului si geometria poansonului. Extrudarea la rece se simulează prin deformarea unui semifabricat din plastilină, scula folosită, fig. 12.6., permite vizualizarea procesului, containerul plăcii active fiind transparent. Montajul se face pe o presă hidraulică. Scula permite schimbarea poansonului si plăcii active pentru realizarea celor 3 procedee de extrudare, realizarea de grade de deformare distincte pornind de la acelasi semifabricat, precum si măsurarea fortei de deformare printr-un sistem dinamometric format din lamela arc 6 si comparatoarele 8.

Page 81: Tehnologia Prelucrarii La Rece

12.3. Modul de lucru.Prin presarea unui semifabricat din plastilina stratificată din diverse culori, se vor determina conditiile de curgere si zonele distincte de deformare, prin studiul deformării straturilor de material.

Prin măsurarea fortei maxime de deform, se va deduce presiune de deformare si se vor trasa diagramele de variatie a presiunii de deformare functie de gradul de deformare si unghiul plăcii active la extrudare directă. Pentru o pereche de elemente active, se va urmări variatia fortei de extrudare si se va trasa diagrama de variatie a fortei în functie de mărimea cursei.

12.4. Prezentarea rezultatelor.Rezultatele se trec în tabelele 12.1, 12.2, 12.3.

TABEL 12.1

Semifabricat: B= SD

2

4

H=

Gradul de deformare

EXTRUDARE DIRECTĂ

EXTRUDARE INVERSĂ

EXTRUDARE COMBINATĂ

E % Fmax [daN] qmax

[daN/mm2]Fmax qmax Fmax qmax

10

30

50

70

90

B

H

Page 82: Tehnologia Prelucrarii La Rece

TABEL 12.2 TABEL 12.3

EXTRUDARE

DIRECTĂ

EXTRUDARE

DIRECTĂ

Forta Fmax Presiunea qmax Înăltimea, H F [daN]

180ş 40

150ş 35

120ş 30

90ş 25

60ş 20

30ş 15

10

H

d

g

D

h

(a)

g

D

(b)

dg

D

(c)

Fig. 12.1

Page 83: Tehnologia Prelucrarii La Rece

hshsc hs hs

Fig. 12.2

a cb

cursa

Fmax

Fmin

F

Fig. 12.3

1

32

2’Fig. 12.4

A C

BF

HE D

G

1 2

3

4Fig. 12.5

1

2

3

45

6

7

8

Fig. 12.6

Page 84: Tehnologia Prelucrarii La Rece

Lucrarea de laborator nr. 13

Croirea materialelor pentru stantare.

Stabilirea schemei de lucru a stantei

13.1. Scopul lucrãrii. Lucrarea are drept scop însusirea de către studenti a modului de croire a materialelor pentru stantare si a stabilirii schemei de lucru a stantei în vederea realizării unui anumit reper.

13.2. Croirea tablelor si a benzilor. Prin croire se întelege repartizarea judicioasă pe suprafata semifabricatului a produsului cu forme bine determinate, în vederea tăierii acestora astfel încât deseurile să fie minime, pentru economisirea maximă a materialului.

În functie de configuratia piesei si a modului de asezare a piesei pe bandă, cantitatea de deseuri poate fi mai mare sau mai mică. Sunt situatii când însă, la croirea materialului apar deseuri care nu pot fi evitate, ca în exemplu din fig. 13.1., în care 1 este piesa, 2 este deseul, 3 este puntită intermediară si 4 este puntită laterală. În practică, aceste deseuri trebuie reduse la minim sau utilizate ca semifabricate pentru piese mai mici, obtinându-se astfel însemnate economii de material.

Având în vedere importanta deosebită a croirii materialelor în procesul de stantare-matritare, deosebim:

croirea optimă a tablei în benzi sau semifabricate individuale;

croirea economică a benzilor

13.2.1. Croirea tablei în benzi sau semifabricate individuale.Din table mari de metal se croiesc benzi de tablă sau semifabricate individuale de forme diferite, apărând primele pierderi de material.

Pentru economisirea de material tăierea tablei se face fise de croire care se întocmeste astfel încât deseurile să aibă valori minime.

Croirea tablelor în benzi poate fi:

croire transversală, fig. 13.2.a;

croire longitudinală, fig. 13.2.b;

croire combinată, fig. 13.2.c.

Fig. 13.1.

Page 85: Tehnologia Prelucrarii La Rece

Directia de laminare

Considerentul principal pentru alegerea variantei de croire a tablei fiind aceeasi, se preferă croirea longitudinală, prin care se obtin benzi mai lungi care dau o productivitate mai ridicată a utilajului pe care se execută operatia de stantare. Coeficientul de utilizare a materialului în cazul croirii tablei, în benzi sau semifabricate individuale, este dat de relatia:

KS

Su

t

100 [%]

în care:

n = numărul total de piese rezultate la croirea tablei;

Su = suprafata unei benzi sau alt semifabricat;

St = suprafata totală a tablei.

13.2.2. Croirea benzilor de metal la stantare-matritare.Piesele care se stantează au forme foarte variate, asa că amplasarea lor pe banda metalică va fi în functie de forma semifabricatelor. După cantitatea de deseuri care apar la croirea pieselor pe bandă, procedeele de croire pot fi:

croirea cu deseu, fig. 13.3.a;

croirea cu deseuri putine, fig. 13.3.b;

croirea fără deseu, fig. 13.3.c.

Directia de laminare

b. Croirea longitudinalã pe foaia de tablã a. Croirea transversală pe foaia de tablã

1000

2000

890

890

1

2 2 2

2000

320 320 320

890

1084

1

1000

c. Croirea combinatã a semifabricatelor combinate

Fig. 13.2.

Page 86: Tehnologia Prelucrarii La Rece

După modul de amplasare a semifabricatului, principalele tipuri de croire sunt cele prezentate în tabelele 13.1 si 13.2.

Tabel 13.1.

Tipuri principale de croire cu deseuri

Tipuri de croire si schita Utilizarea croirii Procedeul de alimentare

Piese de formă geometrică simplă (pătrată, rotundă, dreptunghiulară, etc.

Manual sau automat

Piese care nu încap pe lătimea benzii, piese de formă complexă care dispuse drept dau deseuri în cantitate mare.

Manual sau automat

Piese în formă de T, U, care dispuse drept ar da deseuri în cantitate mare

Manual sau automat

Piese diferite ca formă în productia de masă sau serie

Automat

Piese mici în productia de masă si serie

Manual sau automat

Piese mici si înguste în productia de serie

Manual sau automat

Tabel 13.2.

Tipuri principale de croire cu deseuri putine si fără deseuri

Pe mai multe rânduri

Drept

Înclinat

Întrepãtruns

Combinat

Piesa decupatã

Deseu

a. croirea cu deseu

deseu piesã

b.croirea cu deseuri putine

banda

piesa

c.croirea fãrã deseu

Fig. 13.3.

Cu decuparea puntitelor

Page 87: Tehnologia Prelucrarii La Rece

Tipuri de croire si schita

Utilizarea croirii Procedeul de alimentare

Piese de formă dreptunghiulară sau trapezoidală

Manual cu limitator

Piese în formă de L sau cu altă configuratie care admit defecte de contur

Manual cu limitator

Piese în formă de U, T, sau dublu U, care admit defecte de contur

Manual sau automat

Piese diferite cu configuratii întrepătrunse

Manual sau automat

Piesele pătrate, dreptunghiulare sau hexagonale de dimensiuni mici în productia de masă sau serie

Manual sau automat

Piesele cu formă alungită executate din fâsii sau benzi de lătimi egale cu ale piesei

Manual cu limitator

Alegerea variantei optime a croirii pieselor din bandă se face pe baza coeficientului de utilizare a materialului, calculat cu relatia:

KS

Lxn

xB

100 [%]

în care:

S = aria piesei fără orificii, în mm2;

n = numărul real de piese obtinute;

B = lătimea benzii;

L = lungimea benzii.

Drept

Înclinat

Întrepãtruns

Pe mai multe rânduri

Combinat

Cu retezarea puntitelor

Page 88: Tehnologia Prelucrarii La Rece

13.2.3. Mãrimea puntitelor.Puntitele reprezintă, de fapt, cea mai mare parte a deseurilor si, de aceea, în vederea economisirii de material, trebuie dimensionate strict, în asa fel încât să asigure o rigiditate suficientă a benzii pentru avansul ei usor în stantă si decuparea totală a piesei în conditiile impuse. Mărimea puntitelor depinde de:

grosimea si duritatea materialului;

dimensiunile si forma piesei;

tipul de croire;

tipul avansului, etc.

Valorile puntitelor în functie de grosimea materialului si lătimea piesei (D sau l) sunt prezentate în tabelul 13.3.

Tabelul 13.3.

Grosimea materialului [mm]

Piese rotunde si ovale de dimensiuneD [mm]

Piese pãtrate si dreptunghiulare de dimensiune l [mm]

de până 50 50÷100 100÷200 200÷300 50 50÷100 100÷200 200÷300

la la b a b a b a b a b a b a b a b a0 0,2 1,5 2,0 1,7 2,2 2,0 2,5 2,2 2,8 2,0 2,5 2,5 3,0 3,0 3,5 3,5 4,00,2 0,5 1,2 1,5 1,4 1,7 1,6 1,9 1,8 2,2 1,5 1,8 1,7 2,0 2,2 2,5 2,7 3,00,5 1,0 0,8 1,2 1,0 1,4 1,2 1,6 1,4 1,8 1,0 1,5 1,2 1,7 1,7 2,2 2,2 2,71,0 1,5 1,1 1,5 1,3 1,7 1,5 1,9 1,7 2,1 1,4 1,9 1,6 2,1 2,1 2,6 2,6 3,11,5 2,0 1,5 1,9 1,7 2,1 1,9 2,3 2,1 2,5 1,7 2,2 1,9 2,4 2,5 3,0 2,9 3,42,0 2,5 1,8 2,3 2,0 2,5 2,2 2,7 2,4 2,9 2,2 2,6 2,4 2,8 2,9 3,3 3,4 3,82,5 3,0 2,1 2,6 2,3 2,8 2,5 3,0 2,7 3,2 2,5 3,0 2,7 3,2 3,2 3,7 3,7 4,23,0 3,5 2,5 3,0 2,7 3,2 2,9 3,4 3,1 3,6 2,9 3,4 3,1 3,6 3,6 4,1 4,1 4,63,5 4,0 2,6 3,3 3,0 3,5 3,2 3,7 3,4 3,9 3,2 3,7 3,4 3,9 3,9 4,4 4,4 4,94,0 5,0 3,1 3,6 3,3 3,8 3,5 4,0 3,7 4,2 3,6 4,0 3,8 4,2 4,3 4,7 4,8 5,25,0 6,0 3,5 4,2 3,9 4,5 4,2 4,8 4,5 5,0 4,0 4,5 4,5 5,0 5,0 5,5 5,5 6,06,0 7,0 3,6 4,5 4,0 5,0 4,5 5,5 4,8 5,5 4,5 5,0 5,0 5,5 5,5 6,0 6,0 6,57,0 8,0 4,2 5,0 4,5 5,5 4,8 5,8 5,0 6,0 4,8 5,3 5,5 6,5 6,0 7,0 6,8 7,88,0 9,0 4,5 5,5 5,0 6,0 5,2 6,3 5,5 6,5 5,3 5,8 6,0 7,0 6,5 7,5 7,0 8,09,0 10,0 5,0 6,0 6,0 7,0 6,5 7,5 7,0 8,0 5,8 6,3 7,5 7,5 7,0 8,0 7,5 8,5

Pentru calculul mai exact al valorii puntitelor laterale a1 si intermediare b1, se utilizează relatiile:

a1 = K1.K2

.K3.a,

b1 = K1.K2

.K3.b.

în care a si b sunt valorile din tabelul 13.3., iar K1 ,K2 ,K3 sunt coeficientii dati în tabelul 13.4.

Tabelul 13.4.

D

b1

d1Bb1

d1B e

Page 89: Tehnologia Prelucrarii La Rece

K1 K2 K3

Otel moale 1,0 Bandă care trece o 1,0 Stantă cu avans si 1,0

Otel semidur 0,9 singură dată prin ghidare neprecisă

Otel dur 0,8 stantă a benzii

Bronz tare 1,1

Alamă moale 1,2 Bandă care trece de 1,2 Stantă cu înaintare 0,8

Duraluminiu 1,4 două ori prin stantă si ghidare precisă a benzii

În cazul unor benzi croite înclinat sau întrepătruns, valorile minime ale puntitelor sunt date în tabelul 13.5.

Tabelul 13.5.

Dimensiunile minime ale puntitelor

Grosimea materialelor

Puntite [mm] Grosimea materialelor

Puntite [mm]

[mm] a1 b1 [mm] a1 b1

0,3 1,3 1,3 4,0 3,5 3,50,5 1,8 1,8 5,0 5,0 5,01,0 2,0 2,0 6,0 4,5 4,51,5 2,2 2,2 7,0 5,0 5,02,0 2,5 2,5 8,0 5,5 5,52,5 2,8 2,8 9,0 6,0 6,03,0 3,0 3,0 10,0 6,5 6,53,5 3,2 3,2

13.2.4. Determinarea lătimii benziiPentru a calcula lătimea normală a benzii (B), se va tine cont de modul de lucru al stantei, de toleranta la lătimea benzii (l), de valoarea puntitelor laterale (a1) si de valoarea jocului dintre lătimea maximă a benzii si riglele de ghidare (j).

Calculul lătimii benzii si a deschiderii dintre riglele de ghidare, conform figurii 13.4., se face după relatiile din tabelul 13.6.

a1

b1b1

a1

a1 a1DBA

j

l

a1 +D/2 (a)

a1 a1DBA

j

l

A/2 (b)

l

j

Fig. 13.4

Page 90: Tehnologia Prelucrarii La Rece

Tabelul 13.6.

Relatii pentru calculul lătimii nominale a fâsiei

Procedeul de alimentare Lătimea nominală a benzii Distanta între elementele de ghidare

Cu apăsare laterală (fig.13.4.a) B=D+2.a1l A=B+j=D+2.a1+l+j

Fără apăsare laterală (fig.13.4.b) B=D+2. (a1l)+j A=B+j=D+2. (a1+l+j)

La calculul lătimii benzii se va tine seama de câteva indicatii:

benzile sub 0,3 mm se prelucrează fără strângere laterală pentru a evita deformarea benzii;

la folosirea avansului automat, nu se foloseste apăsarea laterală a benzii deoarece ar putea provoca erori de pas din cauza frânării si patinării benzii între cilindrii sistemului de avans;

lătimea nominală a benzii, pentru cele două situatii din fig. 13.4. -cu apăsare laterală (fig.13.4.a) si fără apăsare laterală (fig. 13.4.b)- depinde de abaterile la lătimea benzii (l) date în tabelul 13.7. si valoarea jocului (j) dintre bandã si riglele de ghidare în tabelul 13.8.

Tabelul 13.7.

Abaterile la lătimile (l) ale benzii tãiate la foarfecã, în mm

Lătimea benzii Grosimea benzii g, în mm

până la 1 1÷2 2÷3 3÷5

până la 100 0,6 0,8 1,2 2,0

peste 100 0,8 1,2 2,0 3,0

Page 91: Tehnologia Prelucrarii La Rece

Tabelul 13.8.

Valoarea jocului, jLãtimea benzii Modul de ghidare al benzii

(mm) Fãrã apãsare lateralã Fãrã apãsare lateralã pentru croirea fatã în fatã

Cu apãsare lateralã

pânã la 100 0,5÷1,0 1,5÷2,0 pânã la 5peste 100 1,0÷1,5 2,0÷3,0 pânã la 8

La stantele cu poansoane laterale de pas, lătimea benzii se stabileste prin adăugarea lătimii fâsiei necesare pentru realizarea avansului după cum se vede în fig. 13.5. Valoarea fâsiei a este dată în tabelul 13.9., în functie de grosimea materialului.

Tabelul 13.9.

Lătimea marginii tăiate cu poansonul de pas

Grosimea materialului, în mm Lătimea marginii, în mm

1,0 1,5

1,5÷2,5 2,0

2,5÷3,5 2,5

13.3. Stabilirea schemei de lucru a stanteiPentru realizarea unui anumit reper prin prelucrare prin deformare plastică la rece este necesar să se stabilească operatiile necesare realizării reperului si succesiunea lor cu ajutorul unor stante.

Schema de lucru a stantei necesare realizării unui anumit reper trebuie să tină cont de două elemente caracteristice ale constructiei stantelor si matritelor:

distanta minimă între orificiile din placa activă necesare realizării operatiilor de perforare, retezare, decupare (tab. 13.10)

posibilitatea montării poansoanelor în port-poanson, având în vedere constructia lor în trepte de diferite dimensiuni.

Distantele minime între muchiile active ale orificiilor plãcilor de tãiere

1 2 3

B1

a

B

Fig. 13.5.

Page 92: Tehnologia Prelucrarii La Rece

g (mm) 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6a (mm) 1,4 1,8 2,3 2,7 3,2 3,6 4,0 4,4 4,9 5,2 5,6 6,0g (mm) 2,8 3,0 3,2 3,4 3,6 3,8 4,0 4,2 4,4 4,6 4,8 5,0a (mm) 6,4 6,7 7,1 7,4 7,7 8,1 8,5 8,8 9,1 9,4 9,7 10

Tinând seama de aspectele anterior prezentate, se întocmeste schema de lucru a stantei prin hasurarea pozitiei de realizare a operatiilor necesare obtinerii reperului pe schema de croire adoptată.

Exemplu :

Reperul prezentat pe schema de lucru din figura 13.6. se realizează prin următoarele operatii: 1-perforarea orificiilor; 1- decuparea marginală; 2,3- decuparea conturului reperului; 4 tăierea deseului. Pe schema de lucru s-au notat: a= lătimea fâsiei necesară tăierii cutitului de pas; A = distanta între riglele de ghidare a benzii; B= lătimea benzii la croirea cutitului de pas; B1= lătime benzii la croirea fără cutit de pas; p= pasul de avans al benzii; 1 = poansoane de perforare; 1 = cutit de pas; 2,3 = poansoane de decupare; 2,3= căutători necesari pozitionării orificiilor fată de conturul poansonului de decupare; 4= poansoane de tăiere a deseului.

13.4. Modul de lucruStudentii vor identifica pe scheme de lucru existente în cadrul laboratorului următoarele aspecte:

1. operatiile ce se execută;

2. piesa ce se realizează.

La indicatia cadrului didactic, studentii vor analiza operatiile de realizare si vor întocmi scheme de croire si de lucru pentru un reper dat.

aa aa

a

d

B1 B A

p p p p

Riglã de ghidare

4 3 1

1

2

234

Directia de avans

Fig. 13.6.