Universitatea din PitetiFacultatea de Mecanic i TehnologieDepartamentul Fabricaie i Management IndustrialMaster IMFP

TEMA 3PROCESUL DEDEFORMARE PRIN LOVIRE INTERMITENT; MSURAREA FORELOR DEDEFORMARE

Autor:VASILE Cristian

Piteti

Anul universitar2012-2013

CUPRINS

INTRODUCERE ..............................................................................................................................3

1. STUDIU BIBLIOGRAFIC: ASPECTE TEORETICE PRIVIND PROCESUL DEDEFORMARE PRIN LOVIRE INTERMITENT; MSURAREA FORELOR DEDEFORMARE 1.1 Materialul utilizat............................................................................................................................4 2. MODELAREA PROCESULUI DE ACHIERE ...................................................................5 2.1 Ecuaia forei de achiere...................................................................................................5

3. PLANIFICAREA EXPERIENELOR ..................................................................................6 3.1 Parametrii de intrare ..........................................................................................................6 3.2 Domeniile de variaie i valorile parametrilor de intrare.....................................................6 3.3 Planul de experiene ..........................................................................................................6

4.METODELE I MIJLOACELE UTILIZATE LA DETERMINRILEEXPERIMENTALE ...................................................................................................................7 4.1 Mijloace utilizate ...............................................................................................................7 4.2 Modul de lucru: reglaje, msurri, verificri ......................................................................8

5. PRELUCRAREA DATELOR EXPERIMENTALE (DE MSURARE) ..............................9 5.1 Ecuaia forei n variabil normat ....................................................................................9 5.2 Ecuaia forei n variabil natural ..................................................................................11 5.3 Calculul dispersiei...........................................................................................................11 5.4 Calculul adecvanei ........................................................................................................12 5.5 Calculul cmpului ..........................................................................................................12

6. CONCLUZII ........................................................................................................................14

Bibliografie.................................................................................................................................15

INTRODUCERE

Obiectivele cercetrilor : se determin dependena forei de deformare a materialului la obinerea unui profil metric prin lovire intermitent n funcie de avans i de adncimea ptrunderii n material.Lucrarea prezint modul de prelucrare a datelor obinute la msurarea unei mrimi n dependena liniar de dou variabile.n cadrul lucrrii se va determina dependena forei de deformare a materialului la obinerea unui profil metric prin lovire intermitent n funcie de avans i de adncimea ptrunderii n material.

1.STUDIU BIBLIOGRAFICASPECTE TEORETICE PRIVIND PROCESUL DEDEFORMARE PRIN LOVIRE INTERMITENT; MSURAREA FORELOR DEDEFORMARE

1.3.Materialul utilizat OLC45

Oelurile carbon de calitate sunt oeluri nealiate, obinute printr-o elaborare ngrijit i cu un grad de purificare chimic ridicat. La aceste oeluri se garanteaz att compoziia chimic ct i caracteristicile mecanice. Ele se folosesc n mod obinuit tratate termic prin cementare sau mbuntire, n construcii mecanice supuse la solicitri mari.

Compoziia chimic

C[%]Mn[%]Si[%]P[%]S[%]Cr[%]Ni[%]Cu[%]As[%]

0.42-0.50.5-0.80.17-0.37Max 0.04Max 0.04Max 0.3Max 0.3Max 0.3Max 0.3

Caracteristici mecaniceStareaLimita de curgere0[kgf/mm2]Rezistena la traciune r[kgf/mm2]Alungirea la rupere5[%]Gtuirea la rupereZ[%]Duritatea Brinell [max HB]

Stare lamina-tStare recoapt

Normalizat36621835229197

mbuntit40661736 - -

Tratamente termice i termochimice

Forjare[0C]Recoacere de nmuiereNormalizareRevenire

[0C]Rcire[0C]Rcire[0C]Rcire

8501100680 700cuptor830850aer830850ap/ulei

550650aer

Oelurile cabon de calitate pot fi nu numai mbuntite (clite i revenite la temperatura de mbuntire), dar i tratate superficial , prin nclzirea rapid a zonei superficiale a oelurilor de ap sau ulei. De aceea , aceste oeluri se folosesc adesea pentru roi dinate , suprafee de alunecare , boluri etc.

2.Modelarea procesului de aschiere

2.1 Ecuatia fortei de aschiere

Datele care exprima dependenta unei marimi de 2 variabile se obtin la masurarea marimii Yale carei valori depinde de cele ale unor alte marimi X1 si X2.

Variabilele X1 si X2 sunt variabile independente deoarece la experimentari au valori impuse, iar Y este variabila dependenta, care se masoara. Pentru diferite valori X1, X2 se masoara Y obtinand un sir de date. A prelucra acest sir de date inseamna, in principal, a determina ecuatia planului care exprima cel mai bine dependenta respectiva si campul in care se incadreaza.

Daca dependenta Y=Y(X1,X2) poate fi exprimata printr-o ecuatie de forma Y= + , atunci Y depinde liniar de variabilele X1 si X2.Aceast ecuaie reprezint modelul matematic adoptat pentru caracterizarea procesului sau fenomenului. La o dependen liniar a unei mrimi de mai multe variabile se poate ajunge i prin artificii matematice.

n urma cercetrilor experimentale privind dependena mrimii fortei functie de avans si de adancima patrunderii in material s-a stabilit ca forta poate fi exprimata printr-o relatie de forma:

n care a, b, c sunt constante iar, i reprezint avansul si adncimea patrunderii in material.

Aceast dependen poate fi liniarizat prin logaritmare:

lg F= lg a+b lg+c lg

Fcnd substituirile: lg(F) = Y; lg(a)=; b=; lg()=X1; c=; lg()=X2 se obine ecuaia liniar.

Mrimile X1, X2 sunt cunoscute avnd valori impuse, iar mrimea Y se msoar. Pentru a determina ecuaia trebuie s se determine coeficienii ,,

3. Planificarea experienelor

3.1 Parametrii de intrare

Parametrii de utilizati in cadrul acestei lucrari sunt : - avansul sr;- adncimea de patrundere h1;

3.2 Domeniile de variaie i valorile parametrilor de intrare

Nr. Exp.Sr [mm/rot]h1 [mm]F [N]

10,340,572624

20,640,573682

30,340,873243

40,640,874324

50,490,723809

60,490,723829

70,490,723811

3.3 Planul de experiene

Planificarea experienelor n cercetarea experimentala:- limitele pentru fiecare variabil independent;- numrul de valori ale variabilelor independente;- valorile variabilelor;- numrul de repetri.

4. METODELE I MIJLOACELE UTILIZATE LA DETERMINRILE EXPERIMENTALE

4.1 Mijloace utilizate

Pentru realizarea experimental a procesului de deformare plastic prin lovire intermitent, s-a utilizat o main de frezat universal i un cap de rulare special conceput i realizat pentru a suplini micarea de divizare. Capul de rulare utilizat are cinci role (r1, r2,...r5) decalate axial, una fa de alta, cu pasul p, i unghiular la unghiuri egale de 72, prezentat n figura 4.1.

Figura 4.1. Capul de rulare

Standul utilizat la experimentri, fig. 4.2, este realizat pe maina de frezat FU 32. Structura acestuia const n: dou capete cu role pentru rularea de profile metric; un dispozitiv pentru orientarea i fixarea pieselor de prelucrat; un traductor pentru msurarea celor dou componente ale forei de rulare; piesele de prelucrat; sistemul de achiziie a forelor compus din: SPIDER; calculator; programul de achiziie date CATMAN.

Figura 4.2. Standul utilizat la experimentri

4.2Modul de lucru: reglaje, msurri, verificri

Avnd n vedere cinematica specific procesului de rulare cu role planetare i faptul c profilele de rulat sunt simetrice, fora de rulare F se manifest ntr-un plan perpendicular pe axa rolei, figura 4.3. Aceast for apare la contactul rolei cu piesa, pe arcul de cerc OO1A i acioneaz ca rezultant ntr-un punct.

Figara 4.3. Fora de rulare i componentele acesteia.

Pentru msurarea celor dou componente ale forei, s-a utilizat traductorul cu mrci tensometrice rezistive, conceput pentru msurarea forelor la prelucrri pe maina utilizat. Traductorul de msurare a forelor este alctuit din dou plci: placa de baz i respectiv placa superioar. Intre cele dou plci sunt fixate elementele elastice E1 i E2, de tip inelar. Pe aceste elemente sunt lipite mrci tensometrice legate n punti. Acestea permit msurarea celor dou componente ale forei de rulare. Pe placa superioar este fixat, cu uruburi, piesa de prelucrat.Pentru a obine cei mai buni parametri pentru traductor, s-a urmrit ca:a) raza la interior a inelelor Ri s fie ct mai mic ;b) grosimea g a inelelor s fie mare ;c) nlimea H la care se aplic fora orizontal s fie mic ;d) distana L ntre inele s fie mare.Ca orice alt traductor de fore, prin faptul c se interpune n fluxul forei msurate acesta influeneaz msurarea. Parametrul cel mai important de influen este rigiditatea traductorului pe cele dou direcii ale forelor. Este de dorit ca aceast rigiditate s fie ct mai mare pentru a nu aprea vibraii la prelucrare.Sistemul de achiziie de date SPIDER 8, figura 4.4, permite msurarea i achiziia simultan de date pe patru canale. Legarea la calculator se realizeaz printr-un cablu de comand serial RS 232 iar, comunicarea cu calculatorul se realizeaz prin intermediul interfeei paralele LPT.Programul CATMAN utilizat pentru achiziia datelor este structurat pe trei module: n primul modul se pregtete achiziia datelor stabilindu-se tipul i modul de legare a traductoarelor precum i domeniul de msurare, n al doilea modul se realizeaz achiziia datelor, iar n al treilea se prelucreaz datele achiziionate. Figura 4.4. Sistemul de achiziie5. PRELUCRAREA DATELOR EXPERIMENTALE (DE MSURARE)

5.1 Ecuaia forei n variabil normatNr exp.sr[mm/rot]h1 [mm]F [N]

10,340,572624

20,640,573682

30,340,873243

40,640,874324

50,490,723809

60,490,723829

70,490,723811

Media0,490,723617,429

Y=lg F

3,418964

3,566084

3,510947

3,635886

3,580811

3,583085

3,581039

Pentru a determina ecuaia forei n variabil normat se calculeaz:- media;Y= Y= 3.553831

- calculul dispersiei eantionului;=

= 0.004873

- verificarea valorilor aberante;

i

== 1.93200

= = 1.17545

Tab. 2.3 h=2.02 => < h i < h => Valorile nu sunt aberante.

Ecuaia forei este urmtoarea:

Ecuaia se poate logaritma astfel:lg Fz= lg a+b lg+c lg

Fcnd substituirile: lg(Fz) = Y; lg(a)=; b=; lg()=X1; c=; lg()=X2, se obine ecuaia liniar:Y= +X1+X2

Tabelul 5.1. Valori logaritmateNr explg Srlg h1Lg F

1-0,46852-0,244133,418964

2-0,19382-0,244133,566084

3-0,46852-0,060483,510947

4-0,19382-0,060483,635886

5-0,3098-0,142673,580811

6-0,3098-0,142673,583085

7-0,3098-0,142673,581039

Ecuaia n form normat este urmtoarea:Y=+Z1+Z2Pentru a calcula ecuaia normat se determin variabilele Z1 i Z2 cu urmtoarea formul:Nr.Z1Z2Y=lg F

1-1-13,418964

21-13,566084

3-113,510947

4113,635886

5003,580811

6003,583085

7003,581039

Yi= 3.4189+3.5660+3.510947+3.6358+3.50811+3.58308+3.581039= 24.8768

= => = => = 3.55383

= => = = 0.068014

= => = =0.040446

Ecuaia n variabil normat este:

Y= 3.55383+0.068014*Z1+0.040446*Z2

5.2 Ecuaia forei n variabil natural

Ecuaia n form natural este urmtoarea: Y=+X1+X2

=>

Y=

= = 0.49519

= = 0.440484

= 3.55383+ 0.49519 0.440484

= 3.55383+0.163992+0.06714=3.78496

Ecuaia n variabil natural:

Y=3.78496 +0.49519*X1+0.440484*X2

5.3 Calculul dispersiei

=

= 0.004873 (calculat la 5.1)5.4 Calculul adecvanei

Prin testul de adecvan se stabilete dac ecuaia aleas pentru a reprezenta datele experimentale este adecvat precum i msura acestei adecvane. Se poate testa adecvana ecuaiei pentru a reprezenta datele experimentale folosind testul F (Fisher). Pentru a aplica acest test se calculeaz:unde: - reprezint dispersia adoptat ca medie a valorilor n cele m puncte; - dispersia adecvanei. = ++

= 3.55383+0.068014*(-1)+ 0.040446*(-1) => =3.44537 = 3.55383+0.068014*1+ 0.04046*(-1) => = 3.581399= 3.55383+0.068014*(-1)+ 0.04046*1 => = 3.526262= 3.55383+0.068014*1+ 0.04046*1 => = 3.662292= 3.580811

=

= 0.001107

F= => F= => F= 0.22707

Tab 2.8 Ft= 215.7; F< Ft rezult ecuaia este adecvat.

5.5 Calculul cmpului

Semnificaia coeficienilor dreptei: = + = 0.001107+0.004873 =0.00598

= = => = 0.000854

= = => = 0.001495

= = => = 0.001495

Din tabelul 2.5 se alege t= 2.447. = t = 2.447 =>= 0.071518 < coeficient semnificativ. = 2.447 => = 0.09461 > coeficient nesemnificativ. = 2.447 => = 0.09461 > coeficient nesemnificativ.

Determinarea parametrilor de cmp ai dependenei

Abaterile medii ptratice reprezint parametrul de cmp pentru fiecare coeficient. Astfel se poate scrie:+ +

Din tabelul 2.7 se alege = 4.01 rezult ecuaia:

Y = 3.553830.1171+ (0.068010.15504)+ ()

6. CONCLUZII

Ecuaia n variabil normat este:

Y= 3.55383+0.068014*Z1+0.040446*Z2

Ecuaia n variabil natural:

Y=3.78496 +0.49519*X1+0.440484*X2

Bibliografie

1I. Ungureanu, Bazele cercetrii, EUP 2002; 2Note de curs, Iordache Monica.,Tehnici de Cercetare;3 Note de laborator , Iordache Monica., Tehnici de Cercetare;4Note de curs, Ungureanu I., Prelucrarea datelor de masurare;

2