10_Sisteme Si Tehnologii de Prelucrare Prin Deformare

7/28/2019 10_Sisteme Si Tehnologii de Prelucrare Prin Deformare

1/155

Autori:CIOAR ROMEOICHIM IZABELLA

SISTEM E I TEHNOLOG II DE PRELUCRA REPRIN D EFORM ARE

REPROGRAFIA UNIVERSITII TRANSILVANIA DIN BRAOV


2/155

1


3/155

2

Introducere

Cursul intitulat Sisteme i Tehnologii de Prelucrare prin Deformare i propune ca,mpreun cu alte discipline cu coninut predominant tehnic, s ofere cunotinele de baznecesare activitilor manageriale legate de fabricarea produselor din domeniul mecanic.

Este cunoscut faptul c tehnologiile de prelucrare prin deformare plastic, n specialcele prin deformare plastic la rece, sunt folosite n prezent la realizarea unui numr tot maimare de bunuri de consum i nu numai. Extinderea att de mare n ultimele decenii a acestuiprocedeu tehnologic, i implicit a mainilor i echipamentelor corespondente, este motivat nunumai de avantajele tehnice i economice pe care le ofer, ci i de faptul c impactul su cumediul ambiant este mult mai bine tolerat comparativ cu cel al altor prelucrri folosite mult n

prezent.Este de ateptat ca i n continuare aceast tehnologie s nlocuiasc pe cele dovedite a

fi energofage, mari consumatoare de materiale i mai puin curate. Tocmai de aceeacunoaterea tehnicilor de aplicare a acestor tehnologii i de valorificare la maxim a resurselorde care ele dispun este nu numai util, ci i necesar pentru manageri.

Obiectivele cursuluiCursul intitulat Sisteme i Tehnologii de Prelucrare prin Deformare,

are ca obiectiv principal mbogirea cunotinelor din sfera disciplinelor despecialitate, ale studenilor Programului de studii Inginerie Economic Industrial,forma de nvmnt ID. n acest sens, la sfritul acestui curs, studenii vor ficapabili s:precizeze, s defineasc i s clasifice prelucrrile prin deformare plastic,

domeniile de utilizare i avantajele acestor prelucrri, s expun anumite noiuni icunotine eseniale de teoria plasticitii, s prezinte materialele (caracteristici irecomandri de alegere) ce pot fi supuse deformrii plastice;prezinte operaiile de prelucrare prin deformare plastic la rece cu separare

de material (tieri) i fr separare de material, cu precizarea tipurilor i modurilorspecifice n care acestea se desfoar, a condiiilor energetice i cinematice

optime cerute de fiecare n parte; s prezinte sculele specifice utilizate n cadrulproceselor prelucrare prin deformare plastic la rece cu separare i fr separare dematerial.expun principalele metode neconvenionale de prelucrare plastic la rece, cu

precizarea principiilor de lucru i a unor caracteristici ale echipamentelor utilizate;clasifice mainile-unelte de prelucrat prin deformare plastic, s prezinte

caracteristicile cinematice i constructive, a posibilitilor de reglare i adomeniilor de utilizare specifice.prezinte principalele criterii de alegere a mainilor-unelte de prelucrat prin

deformare pentru a executa n condiii optime diverse operaii de prelucrarespecifice;


4/155

3

prezinte regimurile de lucru, modurile de organizare i de exploatare alepreselor.

Cerine preliminarePentru nsuirea corespunztoare a noiunilor din cadrul cursului, este

necesar ca n prealabil s fie parcurse disciplinele: Bazele prelucrrilor mecanice iMateriale Industriale.

Structura cursuluiCursul de Sisteme i Tehnologii de Prelucrare prin Deformare este

structurat n apte uniti de nvare; fiecare unitate de nvare cuprinde:obiective, aspecte teoretice privind tematica unitii de nvare respective,exemple, teste de evaluare.

Durata medie de studiu individualParcurgerea de ctre studeni a unitilor de nvare ale cursului de Sisteme

i Tehnologii de Prelucrare prin Deformare (att aspectele teoretice ct irezolvarea testelor de evaluare) se poate face n 2, 4, 6 sau 8 ore n funcie devolumul materialului prezentat n unitatea de nvare.

EvaluareaLa sfritul semestrului, fiecare student va fi evaluat printr-un un test clasic,

ce va conine ntrebri teoretice din materia prezentat n cadrul acestui material,

test ce va deine o pondere de 50% n nota final i un test clasic din tematicaactivitii aplicative aplicate ce va deine o pondere de 50% n nota final.


5/155

4

Chestionar evaluare prerechizite

1. Prezentai domeniile de utilizare ale prelucrrilor prin deformare precum i avantajeleacestora.

2. Care sunt urmrile procesului de deformare plastic la rece a metalelor?3. Care sunt tendinele ce se manifest n domeniul prelucrrilor prin deformare?4. Definii ambutisarea.5. Prezentai principalele avantaje ale prelucrrilor neconvenionale de deformare

plastic.6. Prezentai principalele caracteristici ale preselor hidraulice.

7. Realizai dou scheme de ndoire a pieselor cilindrice din tabl.8. Prezentai principalele avantaje i dezavantaje ale exploatrii n regim de curse

singulare cu deservire de ctre operatori umani.


6/155

5

Cuprins

U1. Noiuni generale privind prelucrrile prin deformare plastic ................................ .... 8

U1.1. Introducere ................................ ................................ ................................ ..................... 8U1.2. Obiectivele unitii de nvare ................................ ................................ ...................... 9U1.3. Noiuni generale privind prelucrrile prin deformare plastic ................................ ..... 9

U1.3.1. Definirea i clasificarea general a prelucrrilor prin deformare plastic .............. 9U1.3.2. Domenii de utilizare ................................ ................................ .............................. 10U1.3.3. Avantajele prelucrrilor prin deformare plastic ................................ .................. 10U1.3.4. Tendine ce se manifest n domeniul prelucrrilor prin deformare ..................... 11U1.3.5. Elemente de teoria plasticitii ................................ ................................ .............. 11

U1.3.5.1. Noiuni privind procesul de deformare plastic ................................ ............. 11U1.3.5.2. Efecte ale deformrii plastice a metalelor ................................ ...................... 13U1.3.5.3. Curba caracteris tic a deformrii ................................ ................................ ... 14

U1.3.5.4. Ipoteze de plasticitate ................................ ................................ ..................... 16U1.3.6. Legi ale deformrii plastice ................................ ................................ .................. 19U1.3.6.1. Legea coexistenei deformaiilor elastice i plastice ................................ ...... 19U1.3.6.2. Legea volumelor constante ................................ ................................ ............ 19U1.3.6.3. Legea rezistenei minime la deformare ................................ .......................... 19

U1.3.7. Materiale pentru prelucrri prin deformare plastic la rece ................................ .. 20U1.3.7.1. Condiii generale de alegere a materialelor ................................ .................... 20U1.3.7.2. Materiale folosite pentru prelucrri prin deformare la rece ........................... 20U1.3.7.3. Prelucrabilitatea ................................ ................................ .............................. 20U1.3.7.4. Recomandri privind oelurile folosite pentru deformare la rece .................. 21

U1.4. Rezumat ................................ ................................ ................................ ...................... 22

U1.5. TEST DE EVALUARE A CUNOTINELOR ................................ ........................ 22

U.2. Prelucrri prin presare cu separare de material ................................ ........................ 23U2.1. Introducere ................................ ................................ ................................ ................... 23U2.2. Obiectivele unitii de nvare ................................ ................................ .................... 24U2.3. Prelucrri prin presare cu separare de material ................................ ............................ 24

U2.3.1. Prezentare general. Clasificare ................................ ................................ ............. 24U2.3.2. Tierea cu foarfece ................................ ................................ ................................ . 24

U2.3.2.1. Clasificarea operaiilor de tiere ................................ ................................ ..... 24U2.3.2.2. Procesul de tiere ................................ ................................ ............................ 25U2.3.2.3. Tierea cu cuite cu muchii active paralele ................................ ..................... 26

U2.3.2.4. Fora, lucrul mecanic i puterea necesare la tiereape contur deschis ................................ ................................ ............................. 27

U2.3.2.5. Tierea pe foarfece cu cuite nclinate ................................ ............................ 28U2.3.2.6. Tierea cu cuite nclinate vibratoare ................................ .............................. 29U2.3.2.7. Tierea cu foarfece cu cuite disc ................................ ................................ .... 29

U2.3.3. Tierea cu tane ................................ ................................ ................................ .... 30U2.3.3.1. Tierea obinuit a tablelor laminate ................................ .............................. 30U2.3.3.2. Tierea barelor laminate ................................ ................................ .................. 31U2.3.3.3. Decuparea i perforarea cu tane ................................ ................................ ... 34U2.3.3.4. Scule pentru tanare normal ................................ ................................ ......... 37

U2.3.4. Decuparea i perforarea de precizie ................................ ................................ ....... 41U2.3.4.1. Moduri de obinere a pieselor de precizie din tabl,

prin tiere cu tane ................................ ............................. ... ....................... .. 41


7/155

6

U2.3.4.2. Finisarea pe contur cu tane ................................ ................................ ........... 41U2.3.4.3. Decuparea i perforarea de precizie cu tane i maini speciale.................... 42

U2.4. Rezumat ................................ ................................ ................................ ...................... 45U2.5. TEST DE EVALUARE A CUNOTINELOR ................................ ........................ 46

U3. Prelucrri prin presare fr separare de material ................................ ...................... 47U3.1. Introducere ................................ ................................ ................................ ................... 48U3.2. Obiectivele unitii de nvare ................................ ................................ .................... 48U3.3. Prelucrri prin presare fr separare de material ................................ ........................ 48

U3.3.1. ndoirea ................................ ................................ ................................ ................. 48U3.3.1.1. Definire, clasificare, stare de solicitare ................................ ........................... 48U3.3.1.2. Starea de tensiuni ................................ ................................ ............................ 49U7.3.1.3. Calculul forei, lucrului mecanic i puterii nec esare la operaiile de ndoire.. 50U3.3.1.4. Calculul dimensiunilor semifabricatelor pentru ndoire ................................ . 53U3.3.1.5. Arcuirea pieselor dup ndoire i precizia pieselor ndoite ............................. 53

U3.3.2. Ambutisarea ................................ ................................ ................................ ........... 54

U3.3.2.1. Definire, clasificare, utilizare ................................ ................................ .......... 54U3.3.2.2. Schema executrii ambutisrii ................................ ................................ ........ 56U3.3.2.3. Starea de tensiuni i deformaii ................................ ................................ ....... 57U3.3.2.4. Calculul forei, lucrului mecanic i puterii la ambutisare ............................... 59U3.3.2.5. Viteza de ambutisare ................................ ................................ ....................... 61U3.3.2.6. Stabilirea dimensiunilor i formei semi fabricatelor pentru ambutisare .......... 61U3.3.2.7. Scule pentru ambutisare ................................ ................................ .................. 63

U3.3.3. Rsfrngerea marginilor ................................ ................................ ......................... 65U3.3.3.1. Definire, utilizare ................................ ................................ ............................ 65

U3.3.4. Gtuirea ................................ ................................ ................................ .................. 66U3.3.4.1. Definire, utilizare ................................ ................................ ............................ 66

U3.3.5. Lrgirea ................................ ................................ ................................ .................. 67U3.3.6. Bordurarea ................................ ................................ ................................ .............. 68U3.3.7. Reliefarea ................................ ................................ ................................ ............... 68U3.3.8. ndreptarea ................................ ................................ ................................ ............. 69U3.3.9. Prelucrarea prin deformare plastic volumic ................................ ....................... 70

U3.3.9.1. Generaliti ................................ ................................ ................................ ...... 70U3.3.9.2. Lirea ................................ ................................ ................................ ............. 71U3.3.9.3. Refularea ................................ ................................ ................................ ......... 71U3.3.9.4. Presarea n matri nchis ................................ ................................ ................ 72U3.3.9.5. Calibrarea ................................ ................................ ................................ ........ 73

U3.3.9.6. Stamparea, marcarea i punctar ea ................................ ................................ ... 74U3.3.10. Extrudarea ................................ ................................ ................................ ............ 74U3.3.10.1. Definire, aplicare, avantaje ................................ ................................ ........... 74U3.3.10.2. Moduri de extrudare, proces, grad de deformare ................................ .......... 75U3.3.10.3. Scule pentru extrudare................................ ................................ ................... 76


U4. Prelucrri de deformare plastic prin metode neconvenionale ................................ . 79U4.1. Introducere ................................ ................................ ................................ ................... 79U4.2. Obiectivele unitii de nvare ................................ ................................ .................... 79

U4.3. Prelucrri de deformare plastic prin metode neconvenionale................................ ... 80U4.3.1. Prelucrri cu puteri i viteze mari ................................ ................................ ......... 80


8/155

7

U4.3.1.1. Domeniile de utilizare ................................ ................................ ..................... 80U4.3.1.2. Comportarea metalelor la solicitrii cu fore de tip impuls ............................. 81U4.3.1.3. Clasificarea prelucrrilor de deformare prin procedee neconvenionale ........ 81

U4.3.2. Prelucrri prin explozie ................................ ................................ .......................... 81U4.3.2.1. Perforarea cu ajutorul explozivilor brizani ................................ .................... 82

U4.3.2.2. Ambutisarea prin explozie ................................ ................................ .............. 82U4.3.3. Prelucrri cu electrohidroimpulsuri ................................ ................................ ....... 84U4.3.3.1. Particulariti de execuie, utilizare................................ ................................ . 84U4.3.3.2. Prelucrri executate cu electrohidroimpulsuri ................................ ................ 85

U4.3.4. Prelucrri prin deformare plastic folosind fora cmpurilor magnetice ............... 85U4.3.4.1. Principiul prelucrrii cu magnetoimpulsuri ................................ .................... 85


U5. Maini-unelte pentru prelucrri prin deformare plastic ................................ ........... 88U5.1. Introducere ................................ ................................ ................................ ................... 89

U5.2. Obiectivele unitii de nvare ................................ ................................ .................... 89U5.3. Maini-unelte pentru prelucrri prin deformare plastic ................................ ............ 89

U5.3.1. Prezentare general, utilizare ................................ ................................ ................ 89U5.3.1.1. Definire, prezentare, utilizare ................................ ................................ .......... 89U5.3.1.2. Clasificarea MUPD ................................ ................................ ......................... 91

U5.3.2. Prese mecanice cu manivel ................................ ................................ .................. 93U5.3.2.1. Prezentare general, clasificare, utilizar e................................ ........................ 93U5.3.2.2. Structura cinematic a preselor cu manivel cu simpl aciune...................... 94U5.3.2.3. Caracteristicile preselor cu manivel ................................ .............................. 99U5.3.2.4. Calculul principalilor parametri de lucru ai preselor cu manivel ................ 101U5.3.2.5. Prese mecanice cu batiul deschis ................................ ................................ .. 105U5.3.2.6. Prese mecanice cu batiul nchis................................ ................................ ..... 110U5.3.2.7. Prese mecanice cu dubl i tripl aciune................................ ...................... 113

U5.3.3. Prese cu genunchi ................................ ................................ ................................ 114U5.3.3.1. Prezentare, utilizare, clasificare ................................ ................................ .... 114U5.3.3.2. Mod de lucru, construcie, reglare................................ ................................ . 115U5.3.3.3. Reglarea preselor cu genunchi ................................ ................................ ...... 117

U5.3.4. Prese cu urub ................................ ................................ ................................ ...... 118U5.3.4.1. Mod de lucru, clasificare ................................ ................................ ............... 118U5.3.4.2. Prese cu urub acionate prin friciune ................................ .......................... 118U5.3.4.3. Prese cu urub acionate hidraulic ................................ ................................ . 120

U5.3.4.4. Prese cu urub acionate electric ................................ ................................ ... 121U5.3.4.5. Schimbul de energie la presele cu friciune ................................ .................. 122U5.3.4.6. Domenii de utilizare a preselor cu urub ................................ ....................... 123

U5.3.5. Prese hidraulice ................................ ................................ ................................ .... 124U5.3.5.1. Definire, domeniul de utilizare ................................ ................................ ..... 124U5.3.5.2. Clasificarea preselor hidraulice................................ ................................ ..... 124U5.3.5.3. Principalele caracteristici ale preselor hidraulice................................ .......... 125U5.3.5.4. Lichide de lucru folosite la presele hidraulice ................................ .............. 126U5.3.5.5. Ciclul de lucru al preselor hidraulice ................................ ............................ 127U5.3.5.6. Scheme ale unor prese hidraulice................................ ................................ .. 127

U5.3.6. Prese i maini de ndoit ................................ ................................ ...................... 129

U5.3.6.1. Prezentare general ................................ ................................ ....................... 129U5.3.6.2. Prese de ndoit ................................ ................................ ............................... 129


9/155

8

U5.3.6.3. Maini de ndoit piese cilindrice i conice din tabl ................................ ..... 131U5.3.6.4. Maini de ndoit pentru piese circulare profilate................................ ........... 132U5.3.6.5. Maini de profilat, de ndoit marginile i de fluit................................ ....... 132

U5.4. Rezumat ................................ ................................ ................................ .................... 134U5.5. TEST DE EVALUARE A CUNOTINELOR ................................ ...................... 135

U6. Alegerea preselor pentru diferite operaii de deformare ................................ ........... 136U6.1. Introducere ................................ ................................ ................................ ................. 136U6.2. Obiectivele unitii de nvare ................................ ................................ .................. 136U6.3. Alegerea preselor pentru diferite operaii de deformare ................................ ............ 137

U6.3.1. Condiii de baz la alegerea preselor ................................ ................................ ... 137U6.3.2. Alegerea preselor pe baza condiiilor tehnico-funcionale ................................ .. 137

U6.3.2.1. Alegerea preselor pe criteriul forei necesare ................................ ................ 137U6.3.2.2. Alegerea preselor dup cursa necesar i total ................................ ............ 138U6.3.2.3. Alegerea pe baza lucrului mecanic necesar ................................ .................. 139U6.3.2.4. Alegerea preselor pe baza numrului de curse duble ................................ .... 140

U6.3.2.5. Alegerea preselor dup puterea necesar prelucrrii ................................ .... 140U6.3.2.6. Alegerea preselor pe criteriul rigiditii ................................ ........................ 141

U6.3.3. Alegerea preselor pe criteriul caracteristicilor geometrice ................................ .. 141U6.4. Rezumat ................................ ................................ ................................ .................... 141U6.5. TEST DE EVALUARE A CUNOTINELOR ................................ ...................... 142

U7. Exploatarea preselor si a mainilor de presare ................................ ........................... 143U7.1. Introducere ................................ ................................ ................................ ................. 143U7.2. Obiectivele unitii de nvare ................................ ................................ .................. 143U7.3. Exploatarea preselor i a mainilor de presare......... ....................... .............................. 144

U7.3.1. Regimuri de exploatare ................................ ................................ ...................... 144U7.3.1.1. Exploatarea n regim de curse singulare cu deservire de ctre

operatori umani ................................ ................................ ............................. 144U7.3.1.2. Exploatarea n regim de curse singulare, cu deservire de ctre

manipulatoare sau roboi ................................ ................................ .............. 144U7.3.1.3. Exploatarea n regim de utilizare a tuturor curselor proiectate ale presei ..... 144

U7.3.2. Organizarea exploatrii prese lor universale i specializate ................................ . 145U7.3.2.1. Moduri de or ganizare a exploatrii preselor i mainilor de presat .............. 145U7.3.2.2. Exploatarea preselor ca uniti de lucru independente................................ .. 145

U7.3.3. Exploatarea preselor n linii tehnologice ................................ ............................. 149U7.3.3.1. Linii tehnologice robotizate ................................ ................................ .......... 149

U7.3.3.2. Linii tehnologice cu legtur rigid ntre prese................................ ............. 150U7.4. Rezumat ................................ ................................ ................................ .................... 151U7.5. TEST DE EVALUARE A CUNOTINELOR ................................ ...................... 151

Bibliografie ................................ ................................ ................................ ......................... 152


10/155

9

Unitatea de nvare U1. Noiuni generale privind prelucrrile prindeformare plastic

Cuprins

U1.1. Introducere ................................ ................................ ................................ ........................ 8U1.2. Obiectivele unitii de nvare ................................ ................................ ......................... 9U1.3. Noiuni generale privind prelucrrile prin deformare plastic ................................ ....... 9

U1.3.1. Definirea i clasificarea general a prelucrrilor prin deformare plastic ............... 9U1.3.2. Domenii de utilizare ................................ ................................ ............................... 10U1.3.3. Avantajele prelucrrilor prin deformare plastic ................................ ................... 10U1.3.4. Tendine ce se manifest n domeniul prelucrrilor prin deformare ...................... 11U1.3.5. Elemente de teoria plasticitii ................................ ................................ ............... 11

U1.3.5.1. Noiuni privind procesul de deformare plastic ................................ ............. 11

U1.3.5.2. Efecte ale deformrii plastice a metalelor ................................ ...................... 13U1.3.5.3. Curba caracteristic a deformrii ................................ ................................ ... 14U1.3.5.4. Ipoteze de plasticitate ................................ ................................ ..................... 16

U1.3.6. Legi ale deformrii plastice ................................ ................................ ................... 19U1.3.6.1. Legea coexistenei deformaiilor elastice i plastice ................................ ...... 19U1.3.6.2. Legea volumelor constante ................................ ................................ ............ 19U1.3.6.3. Legea rezistenei minime la deformare ................................ .......................... 19

U1.3.7. Materiale pentru prelucrri prin deformare plastic la rece ................................ ... 20U1.3.7.1. Condiii generale de alegere a materialelor ................................ .................... 20U1.3.7.2. Materiale folosite pentru prelucrri prin deformare la rece ........................... 20

U1.3.7.3. Prelucrabilitatea ................................ ................................ .............................. 20U1.3.7.4. Recomandri privind oelurile folosite pentru deformare la rece .................. 21

U1.4. Rezumat ................................ ................................ ................................ ......................... 22U1.5. TEST DE EVALUARE A CUNOTINELOR ................................ ........................... 22

U1.1. IntroducerePrelucrarea prin deformare plastic este un procedeu tehnologic de realizare

a formei i dimensiunilor unor corpuri solide, metalice sau nemetalice, n anumitecondiii de precizie, calitate a suprafeei i productivitate, pe baza solicitrii

mecanice zonal sau n ntreaga mas a materialului din care sunt executate,peste limita de curgere sau peste cea de rupere. Dac solicitrile sunt zonele ipeste limita de rupere au ca rezultat separarea unei pri din material de prelucratn raport cu cealalt parte i realizarea n acest mod a suprafeelor necesarecorpului ce trebuie s rezulte prin prelucrare.

Prelucrrile care se finalizeaz cu separare de material constituie grupaoperaiilor tehnologice cunoscute sub denumirea generic de tieri.

Dac solicitrile sunt zonale sau n ntreaga mas i au valori peste limita decurgere, dar sub cea de rupere, au ca rezultat redistribuirea materialului

semifabricatului supus prelucrrii i schimbarea, n acest mod, a formei idimensiunilor acestuia n vederea realizrii suprafeelor necesare corpului ce


11/155

10

urmeaz s rezulte. Aceste prelucrri, realizate fr separare de material, formeazgrupa operaiilor de matriare.

U1.2. Obiectivele unitii de nvare

Precizarea, definirea i clasificarea prelucrrilor prin deformare plastic,domeniile de utilizare i avantajele acestor prelucrri, expunerea unor noiuni icunotine eseniale de teoria plasticitii, prezentarea materialelor (caracteristici irecomandri de alegere) ce pot fi supuse deformrii plastice.

La sfritul acestei uniti de nvare studenii vor fi capabili s:defineasc i s clasifice prelucrrile prin deformare plastic;descrie avantajele prelucrrilor prin deformare plastic i domeniile de

utilizare ale acestora;descrie procesul de deformare plastic i s prezinte legile deformrii

plastice;prezinte materialele folosite pentru prelucrrile prin deformare plastic la

rece i s descrie condiiile utilizate la alegerea acestora.

Durata de parcurgere a primei uniti de nvare este de 4 ore.

U1.3. Noiuni generale privind prelucrrile prin deformare plastic

U1.3.1. Definirea i clasificarea general a prelucrrilor prin deformare plasticPrelucrarea prin deformare plastic se aplic materialelor metalice la temperatura

mediului ambiant, la temperaturi ridicate sau cu mult sub zero grade. Ca urmare, n funcie detemperatura pe care o au materialele n timpul prelucrrii, operaiile tehnologice de deformareplastic se mpart n patru subgrupe:

de prelucrare la cald, cnd temperatura materialului este peste cea de recristalizare; de prelucrare la semicald; de prelucrare la rece, cnd se execut la temperatura mediului ambiant; de prelucrare sub zero grade, tinznd ctre 2730C, n cazul aplicrii criogeniei.Realizarea strii de tensiuni i deformaii necesar prelucrrilor prin deformare plastic

se asigur de maini-unelte sau utilaje specializate. Acestea dispun de fora i de lucrul

mecanic impuse de efectuarea operaiilor tehnologice.Aplicarea sarcinilor mecanice exterioare fore i momente asupra materialului de

prelucrat, pe direciile i n mrimile necesare, este realizat de mainile sau instalaiileutilizate n acest scop, prin intermediul unor scule speciale sau cel al unor medii adecvate. Subacest aspect, sarcinile de prelucrare se transmit materialului de prelucrat prin:

medii solide continue (cuite, tane sau matrie); fluide (lichide), n cazurile ambutisrilor hidrostatice i cele ale tierilor cu jet de

ap; gazoase prelucrri cu destinderea gazelor, explozii n aer .a.;

solide pulverulente n cazurile prelucrrilor prin explozii n medii pulverulente; cmpuri magnetice.


12/155

11

U1.3. 2. Domenii de utilizare a prelucrrilor prin deformarePrelucrrile prin deformare i gsesc o larg aplicare permind dezvoltarea n ritm

rapid a unor ramuri de producie tradiionale, dar i a unora noi. Se aplic cu succes nurmtoarele domenii ale produciei:

industria de automobile i tractoare n care ntre 30-40 % din componentelemecanice sunt executate prin deformare plastic la rece i la cald;

industria electrochimic i electric unde 60-80 % din prile metalice ale produselorse obin prin deformare plastic la rece;

industria de mecanic fin (aparataj, instrumente de msur i control .a.) unde 40-55 % din componente se execut prin deformare plastic;

industria aparatelor de zbor, n proporie de 30-40 %; industria bunurilor de larg consum, 70-90 %; industria de armament;n prezent exist tendina de a se aplica i n alte domenii ale industriei.

U1.3.3. Avantajele prelucrrilor prin deformare plasticAplicarea extins a prelucrrilor prin deformare plastic la rece n domenii att de

diverse se datoreaz numeroaselor avantaje tehnice i economice pe care le au comparativ cualte procedee. Pot fi considerate remarcabile urmtoarele:

executarea unor corpuri complexe care prin alte procedee nu se obin economic saunu pot fi efectiv realizate;

productivitate mare; permit realizarea unor precizii ridicate n condiiile unui numr mic de prelucrri,

uneori chiar ntr-o singur operaie tehnologic, reducnd mult ciclul de fabricaie, numrulde operatori i numrul de maini;

consumul redus de material, mai mic cu 30-75% i chiar mai mult comparativ cuprelucrrile prin achiere, fig. U1.1;

consum redus de energiecomparativ cu prelucrrile prin alteprocedee;

obinerea unor piese cu rezistenmecanic mare i cu fiabilitate ridicat;

consum redus de for de munc;

calificare redus pentru operatori; pot fi automatizate operaiile

auxiliare astfel c se obine productivitatemare;

prelucrrile prin deform are suntmai curate comparativ cu alte procedee.

Datorit avantajelor deosebite pecare le au, prelucrrile prin deformareplastic la rece tind s nlocuiasc treptatachierea. n unele ri industrializate ponderea prelucrrilor prin deformare n industria

Fig.U1.1. Comparaie ntre consumul demetal i energie pentru un kilogram pies

material regsit n piesa finit, n procente; consumul de energie n MJ/kg pies


13/155

12

constructoare de maini i alte ramuri este remarcabil.Creterea gradului de aplicare a impus utilizarea unui numr tot mai mare de maini

pentru deformare i diversificarea acestora. n prezent mainile de prelucrat prin deformareplastic la rece reprezint n rile industrializate peste 30% din ntregul parc de maini-unelte

(locul trei, dup strunguri i mainile de gurit).

U1.3.4. Tendine ce se manifest n domeniul prelucrrilor prin deformareSunt evidente urmtoarele tendine: nlocuirea, n continuare, n toate locurile unde este posibil, a prelucrrii prin

achiere cu cea prin deformare plastic; extinderea prelucrrilor prin deformare volumic, n special cele prin extrudare, care

aduc mari economii de materiale, de timp i de energie; fabricarea unor echipamente maini, scule, mecanisme auxiliare .a. mai

performante, care s asigure precizie mare i randament ridicat; extinderea fabricrii echipamentelor specializate n locul celor universale; crearea de centre de prelucrare i celule flexibile; extinderea gamei materialelor de prelucrat de la laminatele tradiionale la materiale

nemetalice i sintetice; exploatare economic prin asigurarea unor aptitudini superioare de mentenabilitate; creterea gradului de ergonomicitate.

U1.3.5. Elemente de teoria plasticitii

U1.3.5.1. Noiuni privind procesul de deformare plasticPrin deformarea plastic a unui corp solid se produce modificarea formei i

dimensiunilor acestuia sub aciunea unor sarcini mecanice exterioare. n funcie de mrimeasarcinilor exterioare i de materialul din care este executat corpul, deformaiile se manifestprin dou componente: o deformaie elastic, reversibil i o deformaie plastic, remanent.

Starea corpurilor n care deformaiile remanente au valori mari comparativ cu celeelastice, fr o slbire remarcabil a legturilor intercristaline, este cunoscut sub numele destare plastic [7, 9]. Aptitudinea materialelor de a cpta deformaii remanente defineteplasticitatea lor. De aceast aptitudine depinde prelucrabilitatea prin defo rmare plastic.

Metalele i aliajele lor sunt corpuri cu structur cristalin. Cristalul metalic este o reeaalctuit din ioni i atomi neutri care sunt nconjurai de un gaz electronic [10, 14].

Marea majoritate a metalelor cristalizeaz n trei tipuri de reele: reea cu cristalecubice avnd volum centrat (Fe, Mg, Mo); reea cu cristaline cubice avnd fee centrate;reea cu cristale hexagonale. n fig. U1.2 se prezint cele trei tipuri de cristale.

Planul ABCD, care include numrul maxim de atomi ntr-un cristal, este numit plan decristalizare. Deoarece deformarea cristalului se produce pe baza deplasrii unei pri aacestuia n raport cu cealalt parte de-a lungul planelor de cristalizare, acestea mai suntnumite i plane de alunecare. Cu ct cristalul este mai simplu i cu ct numrul planelor dealunecare este mai mare, cu att metalul este mai plastic. Cnd cristalul este complex, iar

numrul planelor de alunecare este mai mic, metalele sau aliajele lor au proprieti deplasticitate mai reduse.


14/155

13

Pe aceast baz se poateexplica de ce metalele care aula baz cristale cu volumcentrat avnd ase plane

diagonale, de alunecare, fig.U1.2 a sunt mai plasticedect cele cu cristalehexagonale, care au numaidou plane de alunecare, fig.U1.2 c. Datorit numruluiextrem de mare al centrelor de

cristalizare, care se formeaz n timpul rcirii metalului lichid, corpurile metalice se compundin conglomerate de gruni, orientai diferit, numite policristale sau agregate policristaline. nfig. U1.3 se prezint un agregat policristalin. Mrimea grunilor, forma lor i direcia axelorcristalografice depind de condiiile de cristalizare i de prelucrrile la care au fost anteriorsupuse metalele.

Cnd asupra corpului acioneazfore sau momente exterioare, n acestaapar eforturi interioare care provoaccreterea energiei poteniale a atomilor.Cnd energia potenial acumulat atingeo valoare limit, se produce scoatereaatomilor reelei cristaline din poziia de

echilibru iniial i trecerea lor ntr-o altpoziie de echilibru, adic corpulrespectiv se deformeaz plastic.

Deformarea plastic se produceprin:

alunecarea sau translatare,avnd caracteristic deplasarea relativ adiferitelor pri ale cristalului dupplanele de alunecare specifice, aa cum

este ilustrat n fig. U1.4 a; maclare sau njumtire, cnd o

parte a cristalului ce se deformeaz trece ntr -o poziie simetric n raport cu cealalt parte fade un plan numit plan de njumtire, fig. U1.4 b.

Cristalele din grupa celor cubice cu volum sau cu suprafee centrate se deformeaz prinalunecare, iar cele hexagonale se deformeaz prin maclare.

Deformarea plastic prin alunecare este un proces complex. Ea nu se produce simultanpe toate planele de alunecare i nu toi atomii de pe un plan trec simultan dintr-o poziie deechilibru n alta. Dac deformarea s-ar produce simultan pe toate planele de alunecare i toiatomii ar trece dintr-o poziie de echilibru n alta, atunci cantitatea de cldur ce s-ar dezvoltape suprafeele de alunecare ar ridica temperatura metalului peste limita de topire a acestuia.

Fig. U1.2. Moduri de cristalizare a metalelora - cub cu volum centrat; b - cub cu fee centrate; c - poliedru

hexagonal

Fig. U1.3. Agregat policristalin al unui metal

Fig. U1.4. Moduri de deformare plastica - deformare prin alunecare; b - deformare prin

maclare.


15/155

14

Deoarece alunecarea i trecerea atomilor n diverse poziii de echilibru se produc succesiv,reeaua cristalin rmne permanent tensionat, iar temperatura ce apare n procesul dedeformare plastic la rece rmne la valori relativ mici.

Teoria plasticitii explic procesul de deformare prin prezena dislocaiilor n cristale.

Defectele aprute din diverse motive n periodicitatea reelei cristaline se numesc dislocaii.Rezistena sczut amonocristalului real fa de a celuiideal se datoreaz faptului c foracare deplaseaz dislocaia cu odistan inter-iono-atomic, fig. U1.5,este cu mult mai mic dect ceanecesar efecturii aceleiai deplasrin cazul unor plane n care nu exist

defecte.Deformaia policristalului se produce n dou moduri care se manifest simultan: intracristalin, caz n care poate fi rezultatul alunecrilor sau maclrilor n cristal; intercristalin, cnd se deplaseaz cristalele unele n raport cu altele.Deformarea intercristalin este rezultatul deplasrilor i rotirilor monocristalelor

corpului solid. Ca urmare a deplasrilor i rotirii monocristalelor se produce modificareaunghiului dintre direcia forei exterioare i direcia iniial a planelor de alunecare. n acestmod un numr tot mai mare de gruni din structura corpului se va orienta cu reeauacristalin astfel nct noile lor poziii s fie ct mai favorabile producerii deformrilor plasticeprin alunecare i maclare. n paralel cu deplasarea i rotirea reciproc a monocristalelor se

produce i deformarea substanei intercristaline.

1. Prezentai domeniile de utilizare ale prelucrrilor prin deformare precum iavantajele acestora.

2.Care sunt tendinele ce se manifest n domeniul prelucrrilor prin deformare?

U1.3.5.2. Efecte ale deformrii plastice a metalelorUrmrile procesului de deformare plastic la rece a metalelor pot fi identificate prin

diverse forme de manifestare, specifice, dintre care cele mai importante sunt: modificarea formei monocristalelor (grunilor);

reorientarea grunilor i formarea unei anumite structuri a materialului prelucrat(deformat) cu att mai evidente cu ct deformaiile sunt mai mari;

creterea rezistenei la deformare a materialului prelucrat, datorit ecruisriiacestuia;

modificarea integritii intercristaline i intracristaline a grunilor i a marginilorcristalelor;

apariia tensiunilor interne ca urmare a modificrii integrale a formei i poziieireciproce a grunilor i a structurii neuniforme a materialului metalic supus deformriiplastice.

Efectele deformrii plastice se manifest prin modificri remarcabile ale parametrilor

Fig. U1.5. Deplasarea dislocaiilor n reea


16/155

15

fizico-mecanici ai materialelor ce se prelucreaz prin acest procedeu tehnologic.Ecruisarea, ca form de manifestare a procesului de deformare plastic, mrete

duritatea materialului, limita de curgere i rezistena la rupere.Tensiunile remanente din materialele prelucrate prin deformare plastic sunt duntoare.

Peste anumite limite valorice ele pot provoca apariia fisurilor n corpuri chiar i atunci cndacestea nu sunt solicitate.Redobndirea proprietilor fizico-mecanice

iniiale ale materialelor se poate obine prin aplicareaunor tratamente speciale, cum este, de exemplu,recoacerea de recristalizare.

U1.3.5.3. Curba caracteristic a deformriiReprezentnd grafic relaia dintre fora de

ntindere F i alungirea L pentru o epruvet dat seobine o diagram de forma celei din fig. U1.6. Pediagram se remarc fora FC de la care ncepndmaterialul se deformeaz, n continuare, fr s mai

creasc semnificativ. Aceast for marcheaz momentul din care ncepe deformarea plasticaccentuat a lui. Se mai remarc fora Fmax la care se produce ruperea materialului.

Dac se reprezint deformarea n coordonatele 0L

L

i 0A

F

, n care L0 estelungimea epruvetei supus la ntindere cu fora F, iar A0 este aria seciunii iniiale, se obine odiagram interdependent de dimensiunile epruvetei. Graficul din fig. U1.7 cunoscut i subdenumirea de curb caracteristic, permite evidenierea unor mrimi importante utilizate ntehnica de prelucrare a metalelor.

Punctul A de pe curba = f(), pn la care curba caracteristic este o linie dreapt, nlimitele creia se pstreaz un raport constant ntre tensiuni i deformaii, marcheaz limita deproporionalitate notat cu p. Poriunea OA este cunoscut ca zon de proporionalitate acurbei caracteristice. n aceast zon se respect strict legea lui Hooke exprimat prin relaia:

E (U1.1)n care E este modulul de elasticitate longitudinal a materialului.

Ordonata punctului B, pn la care materialul se comport perfect elastic, adic dup

ncetarea aciunii forei F el revine la lungimea La, marcheaz limita de elasticitate e. Pentrua se ine seama c nici un material nu este perfect elastic i c sub diverse sarcini captanumite deformaii remanente, n practic se utilizeaz termenul de limita de elasticitatetehnic. Efortul unitar cruia i corespunde o deformaie remanent de 0,01% este cunoscutsub numele de elasticitate tehnic i noteaz prin 0,01.

Pe curba caracteristic, limita de curgere este marcat prin ordonata punctului C.Valoarea efortului unitar la care alungirea corpului solicitat crete cnd fora F se menineconstant, reprezint limita de curgere i se noteaz prin c. Dup atingerea limitei decurgere, pe curba caracteristic se identific un traseu aproape orizontal, uneori sinuos

(poriunea CD), numit palier de curgere. La unele materiale nu se poate evidenia net limita decurgere, aa cum rezult din fig. U1.8. De aceea, n practic se utilizeaz limita de curgere

Fig. U1.6. Graficul dependeneidintre for i deformare la metale


17/155

16

tehnic. Valoarea eforului unitar creia i corespunde, dup descrcarea epruvetei, o alungireremanent de 0,2%, definete limita de curgere tehnic i se noteaz prin 0,2 [5]. n fig.U1.8alungirea remanent este marcat prin segmentul OC.

Fig. U1.7. Curba caracteristic pentru unmaterial metalic

Fig. U1.8. Curba caracteristic a unui materialla care nu se identific limita de curgere

Dup depirea palierului de curgere, curba caracteristic parcurge un nou traseuascendent DE, fig.U1.7, numit zon de ntrire. Pe aceast zon se produce o pronunatdeteriorare a legturilor intercristaline i ecruisarea puternic a materialului.

Valoarea efortului unitar aferent punctului E de pe curba caracteristic, fig.U1.7,

corespunde rezistenei la rupere a materialului i este simbolizat prin r. Punctul Ecorespunde strii limit a materialului la care se produce distrugerea complet a legturilordintre cristalele metalului solicitat. Aceasta se produce cnd o parte a materialului solicitat sesepar de cealalt parte, iar alungirea total relativ t = rva corespunde limitei de rupere.

Rezult c deformaia total a materialului este rezultatul a dou tipuri de deformaii: deformare elastic, produs pentru ncrcri pe segmentul OA, de-a lungul cruia se

pstreaz proporionalitatea perfect ntre e i e, respectndu-se legea lui Hooke(deformaie care dispare odat cu ncetarea aciunii forei F);

deformarea plastic, remanent, produs peste valori ale forei de solicitarecorespunztoare punctului A de-a lungul segmentului CD.

Dac fora de solicitare este anulat pe intervalul CD, de exemplu n D, anulareadeformrii nu se produce pe drumul D C B A O, ci de-a lungul segmentului DN(DN OA). Dac epruveta este supus unei noi ncercri deformarea se va produce pe traseulN D E al curbei caracteristice, fig.U1.7.

ExempleDiverse materiale metalice, aa cum este i cazul oelurilor casante, nu au

palier de curgere sau au o alungire foarte mic, astfel c ruperea se produceimediat dup depirea limitei de curgere. Acestea sunt considerate nedeformabile

sau greu deformabile plastic.


18/155

17

n fig.U1.9 sunt prezentate curbele caracteristice = f() pentru materialele cuplasticitate redus. Prin criogenie sau n cmp de ultrasunete materialele cu plasticitate reduspot fi prelucrate prin deformare plastic la rece.

Prelucrrile prin deformare plastic pot fi cu i fr separare de material. Prelucrrile

fr separare de material se execut prinsolicitri mecanice al cror efect conducela deformaii avnd valori situate nlimitele palierului de curgere.

Prelucrrile cu separare de materialse execut pe baza unor solicitriefectuate cu fore ce dezvolt tensiunipeste punctul E, fig.U1.9, cnd seproduce ruperea legturilor dintrecristalele materialului de prelucrat.

U1.3.5.4. Ipoteze de plasticitateCnd sub aciunea forelor externe ntr-un corp se dezvolt o stare de tensiune care

determin producerea unor deformaii permanente mari, fr ruperea legturilor de coeziune,atunci apare starea plastic. nceputul strii plastice punctul C din fig. U1.7 i nceputuldistrugerii continuitii materialului punctul E constituie dou stri limit. Asupra strii deplasticitate influeneaz starea de tensiuni caracterizat de cele 9 componente cunoscute dinTeoria Plasticitii [9]. n cazul cnd studiul strii de tensiune se face n raport cu un sistem deaxe principale, aceast stare este definit numai prin trei componente normale principale.

Prezint interes deosebit cunoaterea condiiilor n care decurge deformaia plastic ametalului i rezistena pe care aceasta o opune la deformare.

Starea de tensiune pentru care apare deformarea plastic a unui corp (curgerea plastic)este definit de combinaiile celor trei eforturi normale principale. Mulimea combinaiilorposibile ale celor trei eforturi poate f i exprimat printr-o relaie de forma:

0),,( 321 f , (U1.2)

care reprezint o suprafa numit suprafaa deformaiilor plastice.Ecuaia suprafeei deformaiilor plastice permite stabilirea imediat a combinaiilor

tensiunilor pentru care apare curgerea plastic. n mecanica mediilor continue se practic

studierea strii de plasticitate pe baza unor ipoteze a cror expresie analitic reprezintsuprafaa prezumtiv a deformaiilor plastice.

n prezent se utilizeaz unele ipoteze de plasticitate care au fost confirmate de practicntr-o msur satisfctoare. Efectiv sunt utilizate dou ipoteze:

1.- Ipoteza tensiunilor tangeniale maxime constante, (ipoteza TrescaSt. Venant);2.- Ipoteza energetic sau ipoteza HuberMissesHencky.

Ipoteza tensiunilor tangeniale maxime constante. Deformaia plastic a unui corpmetalic se produce prin alunecarea ce apare de-a lungul unor plane cristalografice. Alunecarease produce cnd n aceste plane apar eforturi tangeniale cu valoare maxim. Valoareaeforturilor tangeniale maxime se calculeaz cu relaiile:

Fig. U1.9. Curba caracteristic a unormateriale greu deformabile plastic

a. - pentru font i alam; b. - fibre textile


19/155

18

32231331212,1 21

;21

;21

. (U1.3)

n cazul strii de tensiune monoaxiale, 2 = 3 = 0, iar 1 = c, din relaiile (U1.3)rezult:

221.max c

. (U1.4)

innd seama c max. = c/2, din (U1.3) rezult irul de relaii:

,;; c13c32c21 (U1.5)

care exprim condiia de plasticitate. Condiia de plasticitate apare ca o constant a difereneitensiunilor normale i este egal cu tensiunea de curgere. Relaiile 1.6 reprezint ecuaiileunor plane paralele cu direcia solicitrii externe, care nu intr n expresia considerat.Suprafeele definite de ecuaiile de mai sus sunt suprafeele deformrii plastice i reprezintfeele unei prisme egal nclinat fa de axele de coordonate.

Dac studiul comportrii plastice a corpurilor metalice se face n raport cu un sistem deaxe oarecare [31], pentru care se cunosc componentele tensiunilor n raport cu axele x, y, z,condiia de plasticitate se exprim cu relaia:

2c2xy2yx 4 , (U1.6)iar tensiunile normale principale se obine din expresiile:

221 421

2 xyyxyx

, (U1.7)

222 42

1

2xyyx

yx

. (U1.8)

Conform ipotezei SaintVenant, starea plastic a unui corp apare i se menine atuncicnd diferena tensiunilor normale principale este egal cu limita de curgere a materialuluicorespunztoare solicitrii de ntindere (monoaxiale), relaia (U1.5), s-au atunci cndtensiunile tangeniale maxime sunt egale cu jumtatea limitei de curgere a materialului ,relaia (1.4).

Ipoteza energetic de plasticitate.

Energia acumulat de corpul supus deformrii se compune dintr-o cot-parte, W v,necesar pentru modificarea volumului i o alt parte, W f, necesar pentru modificareaformei. Rezult c energia acumulat este suma:

Wa = W v + W f (U1.9)Energia potenial acumulat de un corp n care acioneaz tensiunile 1, 2, 3 i care

sufer deformaiile 1 , 2 , 3 se determin cu relaia:

S ne reamintim...

Starea plastic apare atunci cnd energia potenial acumulat ntr-un corpsub influena solicitrilor exterioare atinge o valoare limit.


20/155

19

2332211 W , (U1.10)

cunoscut din teoria elasticitii i plasticitii [7, 9].nlocuind n relaia de mai sus expresiile termenilor 1, 2, 3, deduse pe baza legii

generalizate a lui Hooke, rezult relaia:

EW

2

)(2 13322123

22

211 , (U1.11)

n care este coeficientul lui Poisson [31], iar:

.E

1;

E

1;

E

1213331223211 (U1.12)

Energia necesar pentru modificarea volumului se poate calcula cu relaia:

mv V

VW

21

, (U1.13)

n care V/V = 1, 2, 3 este variaia specific a volumului, iar

3321 m , (U1.14)

este componenta sferic a efortului unitar.Ca urmare va rezulta:

321321v3

1

2

1W . (U1.15)

innd seama c:

321321E

21

, (U1.16)

rezult: 2321v

E

21

6

1W

. (U1.17)Cunoscnd W i W v se poate deduce W f, care este:

213

232

221f

E6

1W . (U1.18)

Particulariznd pentru starea de tensiuni monoaxial, se obine:21f E3

1W

. (U1.19)

Egalnd cele dou expresii i considernd c starea plastic apare atunci cnd tensiunea1 = c, se obine expresia:

2c2

132

322

21 2 , (U1.20)

care constituie condiia energetic de plasticitate.Deoarece utilizarea relaiei n forma obinut este anevoioas, uneori, n practic se

folosete o form simplificat a acesteia, exprimat prin:

c31 , (U1.21)

n care3

2 , eroarea fiind de 3 4 % [5, 9].


21/155

20

1.Descriei modurile de cristalizare a metalelor.2.Care sunt urmrile procesului de deformare plastic la rece a metalelor?

U1.3.6. LEGI ALE DEFORMRII PLASTICE

U1.3.6.1. Legea coexistenei deformaiilor elastice i plasticeConform cele prezentate, pe curba caracteristic lungirea specific total t existent n

timpul aciunii sarcinii exterioare este rezultatul sumei deformrii plastice p i elastic e.Revenirea materialului la starea dinaintea aplicrii sarcinii exterioare nu se face dup dreaptaCE, ci dup dreapta nclinat CE paralel cu OA. Deci n timpul aciunii sarcinii exterioare nmetalul supus deformrii se dezvolt att deformaii plastice, ct i elastice [9].

U1.3.6.2. Legea volumelor constante

Materialele supuse prelucrrilor prin deformare plastic la rece sunt obinute prinlaminare. Aceste materiale se caracterizeaz prin proprietatea de a nu-i modifica volumul ntimpul prelucrrii prin deformare plastic la rece, respectndu-se relaia potrivit creiavolumul nainte de deformare este egal cu cel de dup deformare: Vd.d = V .def..

Pentru un volum elementar de material de dimensiuni x, y, z, nainte de prelucrare i x 1,y1, z1 dup prelucrare, din condiia de constan a volumelor rezult:

x1y1z1 = xyz 1z

z

y

y

x

x 111 (U1.22)

Prin logaritmare rezult:

ln x1 + ln y1 + ln z1 = ln x + ln y + ln z .0z

z

lny

y

lnx

x

ln111

(U1.23)

Termeniiz

zln,

y

yln,

x

xln 111 se numesc grade de deformare logaritmice pe

direciile x, y, z. Valorile gradelor de deformare pe aceste direcii sunt aproximativ egale cudeformaiile specifice pe aceleai direcii.

Lund x1 = x + x; y1 = y + x i z1 =z + z, rezult:

0)1ln()1ln()1ln(01ln1ln1ln

zyxzz

y

y

x

x(U1.24)

Prin dezvoltare n serie Taylor i reinnd doar primii termeni se obinex + y + z = 0, (U1.25)care este expresia matematic a legii volumelor constante [9].

U1.3.6.3. Legea rezistenei minime la deformareDeformaia maxim a corpului se produce pe direcia n care rezistena la deformare a

acestuia este minim. Pe aceast direcie se va deplasa cea mai mare cantitate a materialuluisupus prelucrrii [9].

1.Care sunt ipotezele de plasticitate efectiv utilizate?2.Legea volumelor constante.


22/155

21

U1.3.7. Materiale pentru prelucrri prin deformare plastic la rece

U1.3.7.1. Condiii generale de alegere a materialelorMaterialele metalice din care se execut prin deformare plastic la rece diverse piese

finite sau semifabricate sunt alese n faza de proiectare a produsului lund n considerare maimulte condiii. Principalele condiii de care se ine seama la alegerea materialului pentruexecutarea oricrei componente metalice sunt:

Condiiile fundamentale, prin care se urmrete corelarea funciilor piesei cucaracteristicile materialului de execuie a acesteia. Trebuie s se asigure rezistena mecanic,rezistena la uzare, proprieti magnetice, electrice .a.;

Condiii tehnologice, prin care se urmrete existena capacitii materialului de a fiprelucrat prin deformare plastic;

Condiii economice, prin care se urmrete utilizarea materialului care asigurcosturi minime. Costul materialelor constituie 80-85% din costul total al unei piese prelucrat

prin deformare i de aceea alegerea corect a acestora este deosebit de important; Condiii de mediu, prin care se urmrete satisfacerea cerinei de pstrare a

echilibrului natural.

U1.3.7.2. Materiale folosite pentru prelucrri prin deformare la r ecePentru prelucrarea mecanic prin deformare plastic la rece se utilizeaz o mare

varietate de materiale, mprite convenional n dou grupe: metalice oel, cupru, aluminiu, zirconiu, nichel, titan i aliaje ale acestora,

molibden, herbiu, aur, argint .a.; nemetalice polietilen, teflon, textolit, carton, psl, piele, lignomet .a.

ExempleMaterialele metalice folosite pentru prelucrare prin deformare plastic la

rece sunt de regul laminate n diverse forme: table-foi, benzi, platbenzi .a.; barede diverse profiluri n seciune normal ptrat, hexagon, profile U, T, L .a.;srme; evi, (tuburi). Ele se execut n diverse sortimente i au dimensiuni nconformitate cu diverse standarde.

U1.3.7.3. Prelucrabilitatea

S ne reamintim...Prelucrabilitatea este aptitudinea materialului de a fi prelucrabil prin

procedeul dorit fr a-i schimba fundamental i n ntreaga mas caracteristicileiniiale. Prelucrabilitatea ofer informaii n legtur cu comportarea materialuluin timpul prelucrrii.

Pentru stabilirea prelucrabilitii sunt folosite metode generale i metode speciale.Metodele generale includ verificri de baz:

ncercri mecanice care cuprind:1 - rezistena la rupere r;


23/155

22

2 - rezistena de curgere c sau 02 (limita tehnic de curgere);

3 - alungirea specific, exprimat prin %100L

LL

L

l

0

0

0l

.

gtuire, caracterizat de %100A

AA

0

0

, prin care se apreciaz capacitatea de

plasticitate conform unei clasificri potrivit creia materialele pot fi:- puin plastice = 10 15 %;- mediu plastice = 15 20 %;- plastice = 20 25 %;- nalt plastice = 25 30 %,

analiza chimic se verific compoziia chimic a materialelor ce urmeaz s seprelucreze, tipul materialului i incluziunile;

analiza microstructurii ofer informaii referitor la constituenii, fazele, forma

grunilor i dimensiunile acestora.Metodele speciale de ncercare sunt utilizate pentru diverse forme de prezentare amaterialelor i pentru prelucrrile ce urmeaz a se efectua.

Prelucrabilitatea materialelor metalice se stabilete prin ncercri diferite pentru table ipentru materiale laminate altele dect tablele.

Prelucrabilitatea tablelor se stabilete prin:- ncercri de forfecare;- ncercri de ndoire dubl i alternant;- ncercri pentru capacitatea de ambutisare.

Aprecierea prelucrabilitii materialelor mai cuprinde, pe lng ncercrile generale, incercri de compresiune i rsucire.

Pentru aprecierea comportrii materialelor n timpul prelucrrii se fac ncercri direct pepiesele de prelucrat sau pe modele.

U1.3.7.4. Recomandri privind oelurile folosite pentru deformare la rece Pentru prelucrri finalizate cu separare de metal executate prin forfecare se

recomand oeluri cu rezisten la rupere ridicat i cu gtuirea sau alungirea la rupere mic. Pentru prelucrri ce se execut numai n zona palierului de curgere se recomand ca

limita de curgere s fie ct mai mic, iar cea de rupere s fie ct mai mare. n aceast situaie

palierul de curgere este mai mare i permite prelucrri cu deformri mari ale materialelor frs se produc ruperea.

Prelucrrile ce necesit deformri mari ale semifabricatului impun o compoziiechimic bine determinat cu coninut limitat al unor elemente de aliere. Creterea coninutuluide carbon i a elementelor de aliere scade plasticitatea oelului i mrete rezistena ladeformare.

Incluziunile prezente n oeluri au ca efect formarea de microfisuri n timpuldeformrii.

Microstuctura favorabil prelucrrilor prin deformare fr separarea de material este

cea globular-perlitic sau ferito-perlitic, ce asigur recristalizarea complet la recoacerile cese prevd n unele cazuri pentru eliminarea ecruisrii.


24/155

23

Mrimea grunilor influeneaz capacitatea de plasticitate a oelului. Valoareaoptim a mrimii grunilor este de 0,035 0,045 mm, care corespunde unui punctaj 8 6conform STAS 549071. n cazul unei granulaii mai mari, cum este cea corespunztoarepunctajului 4, suprafaa piesei obinut prin deformare devine "rugoas" dup prelucrare,

cptnd aspectul unei coji de portocal i de aceea este de dorit s fie evitat punctajul mic. S fie evitat mbtrnirea materialului, care duce la ruperi frecvente ale materialului

n timpul operaiilor de ambutisare. mbtrnirea este un proces n care atomii din reeauacristalin se aeaz n nodurile lor din care au fost dislocai n procesul de laminare [10, 31].Procesul are loc pe durata depozitrii. Pentru evitarea efectelor mbtrnirii se recomand oprelucrare special cunoscut sub numele de "dresare" sau prelucrri termice.

1. Descriei condiiile generale de alegere a materialelor pentru prelucrri prindeformare plastic la rece.2. Care sunt recomandrile privind oelurile folosite pentru deformare la rece?

U1.4. Rezumat Prelucrarea prin deformare plastic este un procedeu tehnologic de

realizare a formei i dimensiunilor unor corpuri solide, metalice sau nemetalice,n anumite condiii de precizie, calitate a suprafeei i productivitate, pe bazasolicitrii mecanice a materialului din care sunt executate, peste limita de curgeresau peste cea de rupere; Prelucrrile prin deformare i gsesc o larg aplicare permind

dezvoltarea n ritm rapid a unor ramuri de producie tradiionale, dar i a unoranoi; datorit avantajelor deosebite pe care le au, prelucrrile prin deformare

plastic la rece tind s nlocuiasc treptat achierea; Prin deformarea plastic a unui corp solid se produce modificarea formei i

dimensiunilor acestuia sub aciunea unor sarcini mecanice exterioare. n funciede mrimea sarcinilor exterioare i de materialul din care este executat corpul,deformaiile se manifest prin dou componente: o deformaie elastic,reversibil i o deformaie plastic, remanent; Pentru prelucrarea mecanic prin deformare plastic la rece se utilizeaz o

mare varietate de materiale, mprite convenional n dou grupe: metalice (oel,cupru, aluminiu, zirconiu, nichel, titan i aliaje ale acestora, molibden, aur, argint

.a.); nemetalice (polietilen, teflon, textolit, carton, psl, piele, .a.).

U1.5. TEST DE EVALUARE A CUNOTINELOR

1. Clasificarea prelucrrilor prin deformare plastic la rece, domenii de utilizare iavantaje.

2. Procesul de deformare plastic.3. Curba caracteristic a deformrii.4. Ipoteze de plasticitate. Legi ale deformrii plastice.6. Materiale supuse deformrii plastice, condiii de alegere, prelucrabilitate.


25/155

24

Unitatea de nvare U.2. Prelucrri prin presare cu separare de material

Cuprins

U2.1. Introducere ................................ ................................ ................................ ...................... 23

U2.2. Obiectivele unitii de nvare ................................ ................................ ....................... 24U2.3. Prelucrri prin presare cu separare de material ................................ .............................. 24

U2.3.1. Prezentare general. Clasificare ................................ ................................ .............. 24U2.3.2. Tierea cu foarfece................................ ................................ ................................ .. 24

U2.3.2.1. Clasificarea operaiilor de tiere ................................ ................................ ..... 24U2.3.2.2. Procesul de tiere ................................ ................................ ............................ 25U2.3.2.3. Tierea cu cuite cu muchii active paralele ................................ ..................... 26U2.3.2.4. Fora, lucrul mecanic i puterea necesare la tierea

pe contur deschis ................................ ................................ ............................. 27

U2.3.2.5. Tierea pe foarfece cu cuite nclinate ................................ ............................ 28U2.3.2.6. Tierea cu cuite nclinate vibratoare ................................ .............................. 29U2.3.2.7. Tierea cu foarfece cu cuite disc ................................ ................................ .... 29

U2.3.3. Tierea cu tane ................................ ................................ ................................ ..... 30U2.3.3.1. Tierea obinuit a tablelor laminate ................................ .............................. 30U2.3.3.2. Tierea barelor laminate ................................ ................................ .................. 31U2.3.3.3. Decuparea i perforarea cu tane ................................ ................................ ... 34U2.3.3.4. Scule pentru tanare normal ................................ ................................ ......... 37

U2.3.4. Decuparea i perforarea de precizie ................................ ................................ ........ 41U2.3.4.1. Moduri de obinere a pieselor de precizie din tabl,

prin tiere cu tane ................................ ............................. ... ....................... .. 41U2.3.4.2. Finisarea pe contur cu tane ................................ ................................ ........... 41U2.3.4.3. Decuparea i perforarea de prec izie cu tane i maini speciale.................... 42

U2.4. Rezumat ................................ ................................ ................................ ......................... 45U2.5. TEST DE EVALUARE A CUNOTINELOR ................................ ........................... 46

U2.1. IntroducerePrelucrrile prin presare cu separare de material se execut cu scopul de a

obine suprafee de diverse forme i dimensiuni pe corpuri solide ce urmeaz s setransforme n piese finite, prin separarea unei pri din material n raport cucealalt parte. Partea desprins din materialul prelucrat poate s fie:

deeul rezultat n urma procesului de separare, aa cum sunt cazurile laperforare, retezare, crestare, tundere .a;

piesa obinut, aa cum este cazul decuprii sau debitrii.Pot fi prelucrate prin tiere materiale metalice laminate n foi de tabl cu

grosimi de pn la 2530 mm. De asemenea pot fi tiate profile laminate dediferite forme i dimensiuni.


26/155

25

U2.2. Obiectivele unitii de nvareAceast unitate de nvare i propune sa prezinte operaiile de prelucrare

prin deformare plastic la rece cu separare de material (tieri), cu precizareatipurilor i modurilor specifice n care acestea se desfoar, a condiiilor

enegetice i cinematice optime cerute de fiecare n parte, precum si prezentareaunor scule specifice utilizate n cadrul proceselor de prelucrare prin deformareplastic la rece cu separare de material.

La sfritul acestei uniti de nvare studenii vor fi capabili s:prezinte i s clasifice prelucrrile prin presare cu separare de material;descrie procesul de tiere cu foarfece sau cu tane i s identifice sculele

specifice utilizate n cadrul acestor procese;prezinte m odurile de obinere a pieselor de precizie prin tiere cu tane;

Durata de parcurgere a primei uniti de nvare este de 4 ore.

U2.3. Prelucrri prin presare cu separare de material

U2.3.1. Prezentare general. ClasificareToate prelucrrile executate cu separare de material pot fi ncadrate n grupa operaiilor

de tiere. Acestea se execut fie ca operaii simple, fie ca operaii combinate. Principala force solicit materialul n seciunea de-a lungul creia urmeaz s se produc separarea i s seformeze noua suprafa este fora tietoare, iar tensiunile predominante dezvoltate sunt de

forfecare. De aceea, aceste prelucrri mai sunt cunoscute i sub numele de tieri prinforfecare.

Tierile pot fi executate n diverse moduri, dup cum urmeaz: simultan pe ntregul contur al suprafeei ce urmeaz a fi obinut ca n cazul

decuprii i perforrii cu tane avnd feele de tiere paralele; succesivcontinuu pn la separarea complet a materialului ca n cazul tierii cu

foarfeci cu cuite nclinate sau al tanelor cu muchii tietoare nclinate; succesiv pe poriuni discrete, ndeprtnd materialul excedentar secven cu

secven, pn la parcurgerea ntregului contur al suprafeei ce trebuie s rezulte.

U2.3.2. Tierea cu foarfece

U2.3.2.1.Clasificarea operaiilor de tiereTierea se execut fie cu separarea complet, fie cu separarea parial a materialului.Dup precizia de prelucrare i calitatea suprafeei obinute, tierea poate fi: normal, la care se obin precizii dimensionale i de form n clasele specifice

tanrii; de precizie (sau fin), avnd ca rezultat obinerea unor dimensiuni n clase de

precizie superioare.

Dup modul de executare a operaiilor de tiere prin procedeele convenionale, acestease mpart n dou grupe de baz: tierea pe contur deschis; tierea pe contur nchis.


27/155

26

Fiecare grup cuprinde diverse modaliti de executare a suprafeelor prin separarea dematerial.

Tierea pe contur deschis. Poate fi realizat pe foarfece cu ajutorul cuitelor sau pe preseutiliznd tane. n cazul tierii pe foarfece se utilizeaz frecvent urmtoarele moduri:

a) tiere cu cuite avnd muchii active drepte paralele;b) tiere cu cuite avnd muchii active profilate, par alele;c) tiere cu cuite nclinate;d) tiere cu cuite vibratoare;e) tiere cu cuite disc.

Prelucrrile executate conform variantelora ... c rezult ca urmare a deplasrii rectilinii,continue, a cuitului mobil. Cele executate n conformitate cu varianta d sunt rezultatuldeplasrii repetate, cu o anumit frecven, a cuitului mobil, iar cele aferente variantei e suntrezultatul aciunii rotirii a dou cuite disc.

Tierile executate cu tane sunt rezultatul aciunii elementului activ mobil al acestoraasupra materialului de prelucrat. tanele, sau dispozitivele de tanare folosite poart numeleoperaiei tehnologice pe care o execut (tan de retezat, de debitat .a.).

Tierea pe contur nchis se execut n cele mai multe cazuri, cu tane, pe prese. nproduciile de serie mic i unicate se execut cu cuite speciale prin tieri succesive de-alungul conturului ce trebuie realizat, suprafaa obinut rezultnd prin generare.

Principalele trsturi ale operaiilor de tiere sunt identice. Ele vor fi prezentate n celece urmeaz, pentru unele din operaiile menionate mai sus.

U2.3.2.2.Procesul de tiere

Fazele procesului de tiere. Indiferent dac tierea se execut pe contur deschis sau pecontur nchis, ea face necesar existena unei perechi de muchii tietoare, amplasate la odistan j una n raport cu cealalt, ntre care se produce o micare relativ, rectilinie sau derotaie. Distana j dintre cele dou muchii tietoare este numit joc. Materialul de prelucratse introduce ntre muchiile tietoare care, acionate de o surs de micare, aplic asupra luifore capabile s dezvolte starea de tensiuni necesar producerii forfecrii. Pentru separareacomplet a prii desprins este necesar ca deplasarea muchiei mobile a sculei s se executepe un drum mai mare dect grosimea materialului.

La tierea cu cuite, procesul de tiere care se produce din momentul atingerii

materialului de ctre muchia tietoare mobil a sculei pn la separarea complet cuprindeurmtoarele faze: faza elastic n timpul creia n seciunea n care urmeaz a se produce tierea, se

dezvolt o stare de tensiuni avnd valori n limitele de proporionalitate de pe curba Hooke datorat forei tietoare i, ntr-o mic msur, momentului de ncovoiere ce apare nlimitele jocului j, putnd fi identificat pe suprafaa obinut dup tiere printr-o zonlucioas continu;

faza plastic ce apare dup ptrunderea muchiei mobile n material pe o adncimemai mare, la care n seciunea de tiere apare starea de tensiuni c aferent zonei de curgere de pe curba caracteristic i poate fi identificat pe suprafaa obinut printr-o zon lucioascu mici ntreruperi;


28/155

27

faza de forfecare n cadrul creia starea de tensiuni ce apare n seciunea detiere, ca urmare a ptrunderii tot mai adnci a cuitului i aciunii continue a forei, depetelimita de rupere producndu-se separarea materialului, aspect reflectat pe suprafaa obinut

printr-o zon rugoas, de culoare ntunecat cu mici

poriuni lucioase.Cele trei faze pot fi identificate pe suprafaaobinut prin tiere, fig. U2.1, ncepnd dinsprepartea din care acioneaz elementul tietor mobil.Pe aceast suprafa pot fi observate dou zonedistincte: o zon lucioas corespunztoare fazeiplastice i parial celei elastice, urmat de o zon deculoare ntunecat i rugoas datorat fazei deforfecare. Limea zonei lucioase depinde deduritatea materialului prelucrat i are valoarea egalcu adncimea de ptrundere a cuitului pn la

nceperea fazei de forfecare, adic:l = hP = (0,2 ... 0,5) g. (U2.1)

Limea zonei lucioase este mai mare la materialele cu plasticitate ridicat.Separarea materialului se produce aproximativ dup un plan ce conine muchiile

tietoare ale celor dou cuite, fig. U2.2.

U2.3.2.3.Tierea cu cuite cu muchii active paraleleDin figura U2.2 se pot identifica

principalele elemente ale tierii pe conturdeschis, utiliznd cuite cu muchii tietoareparalele. Cuitul mobil 1 acioneaz cumuchia tietoare asupra materialului deprelucrat dup ce acesta este adus pn laopritorul 3, aezat pe cuitul fix 2 i strnsde elementul de reinere 4 pentru a nu sedeplasa n timpul executrii tierii. Cursacuitului 1, n timpul creia sub fora F

se produce ptrunderea acestuia n materialpe adncimea hP (de la care ncepnd seproduce starea de tensiuni corespunztoareseparrii), se calculeaz cu relaia (U2.1).n funcie de mrimea jocului j, planul de

separare a prii desprinse n raport cu restul materialului este nclinat cu unghiul , careeste cu att mai mare cu ct jocul este mai mare.

Forei active F aplicat de cuitul mobil 1 i corespunde fora reactiv dezvoltat pecuitul fix 2. Fora activ i cea reactiv se aplic materialului de prelucrat la distana a > j,fig. U2.2, crend astfel posibilitatea rotirii acestuia n timpul tierii. De aceea, este necesar camaterialul de prelucrat s fie mai nti strns cu fora Q > F t, aplicat prin intermediul

Fig. U2.1. Suprafaa obinut dupseparare

a - zon lucioas aferent fazelorelastic i plastic; b - zon rugoascorespunztoare fazei de forfecare

Fig. U2.2. Schema tierii la foarfece cu cuiteavnd muchii active paralele

1. - cuit mobil; 2. - cuit fix; 3. - opritor;4. - travers de strngere


29/155

28

traversei mobile 4. Componentele F1 rezultate din descompunerea forei active i de reacie,au tendina de ndeprtare a celor dou cuite, contribuind n cea mai mare msur la uzareaprilor tietoare ale acestora.

Jocul dintre cuitele foarfecelor are o mrime a crui valoare se stabilete astfel nct

procesul de tiere s decurg n bune condiii, adic fisurile de forfecare ce pornesc de latiul cuitului mobil s se propage pe aceeai direcie cu cele ce pornesc de la tiul cuituluifix. Mrimea jocului se poate calcula cu relaia:

j = (g hP) tg, (U2.2)n care hP este adncimea de ptrundere a cuitului mobil pn la nceputul apariiei fisurilorde forfecare, iar unghiul dintre suprafaa obinut prin tiere i direcia de deplasare acuitului mobil, avnd valori de 4 6 .

Jocul dintre cuite influeneaz fora necesar tierii, dimensiunile piesei prelucrate iforma suprafeei obinute. De aceea este necesar ca jocul s fie ales la valoarea optim. Joculoptim este acela la care tensiunile ce pornesc de la tiul cuitului mobil i se propag de-alungul aceleiai suprafee ca i cele ce pornesc de la tiul cuitului fix. Unei astfel de situaiii corespund fora necesar minim i precizia de prelucrare optim. Urmare a celor precizate,este necesar nu numai alegerea jocului optim, ci i realizarea lui efectiv, prin reglareacuitelor la foarfeci. n acest mod se asigur att calitatea prelucrrii, ct i exploatareafoarfecelor n condiii corecte.

U2.3.2.4.Fora, lucrul mecanic i puterea necesare la tierea pe contur deschisFora necesar. Tierea n vederea obinerii unor semifabricate sau piese finite se

realizeaz pe seama aciunii unei fore exterioare aplicat materialelor de prelucrat prin

intermediul elementelor active cuite, poanson, plac activ de ctre maina de lucru.Fora se aplic n timpul cursei active a elementului tietor mobil. Cursa de tiere are mrimeegal cu grosimea materialului de prelucrat.

Pentru a cunoate n ce msur o main de lucru poate s realizeze fora necesar tieriitrebuie ca aceast for s fie mai nti calculat. Se iau n considerare caracteristicile fizico-mecanice ale materialului, grosimea acestuia i ali factori, conform relaiei:

Fnec = u g 0 (U2.3)n care: u - lungimea conturului de tiat;g grosimea materialului de prelucrat; 0 rezistenala forfecare (convenional) ale crei valori pot fi stabilite n funcie de rezistena limit la

rupere r, adic 0 = (0,8 ... 0,85) r.Trebuie inut seama i de ali factori, cum ar fi:

uzarea muchiilor tietoare ale cuitelor, poansoanelor sau plcii active; variaia jocului dintre poanson i placa activ sau dintre cuite; neuniformitatea grosimii materialului i proprietilor acestuia pe conturul de tiat; ecruisarea materialului la nceputul i pe parcursul fazei plastice; existena n timpul tierii i a altor tipuri de solicitri.

Acetia impun luarea n considerare a unui coeficient de corecie k, r = k 0, astfelnct relaia (U2.3) devine

Fnec

= ugr

. (U2.4)Pe baze experimentale, confirmate n bun msur i de calcule teoretice, conform


30/155

29

lucrrilor [10, 31], coeficientul de corecie poate avea valori n limitele: k = 1,2 ... 1,3.Fora de tiere nu rmne constant n timpul executrii operaiei de separare. Ea

variaz continuu pe adncimea de ptrundere hP < 0,5 g, a cuitului mobil sau a poansonuluin materialul de prelucrat. Valoarea maxim a acestei fore corespunde momentului apariiei

macrofisurilor de forfecare, adic la sfritul fazei plastice, fig. U2.3. Ramura descresctoaredin fig. U2.3 relev numai fora de frecare dintre partea de material care se separ i cea fix,precum i cea dintre cele dou elemente tietoare i materialul de prelucrat.

Lucrul mecanic necesar. Tierea se produce pe seama consumrii de lucru mecanic.Acesta se obine prin aciunea mainii. Pentru a ti dac o main este n msur s dezvoltelucrul mecanic necesar unei operaii de tiere, la proiectarea proceselor tehnologice trebuie caacesta s fie calculat. Lucrul mecanic necesar executrii tierii cu foarfece echipate cu cuitecu muchii tietoare paralele se calculeaz cu relaia:

Lnec = Fm ha, (U2.5)n care: Fm este fora medie, iar ha este cursa de-a lungul creia cuitul mobil aplicmaterialului de prelucrat fora de tiere.

Deoarece fora de tiere este continuu variabil atingnd valoarea maxim numai nmomentul cnd cuitul mobil a ptruns la o adncime hp, pentru calculul lucrului mecanic seva folosi fora medie, care se stabilete cu relaia:

Fm = km Fmax , (U2.6)n care km este coeficient ce rezult din raportul ariilor OABC i ODEC avnd valori cuprinsen limitele km = 0,30 ... 0,75 [16, 17].

n condiiile precizate mai sus, expresia lucrului mecanic necesar pentru tiere devine:

1000

gFkL maxm

nec

[N], (U2.7)

n careFmax se exprimat n N, iar grosimea materialului gse nlocuiete n mm.

U2.3.2.5.Tierea pe foarfece cu cuite nclinateAvantaje, schema de tiere. Tierile cu

cuite nclinate sunt folosite frecvent pentruprelucrarea tablelor cu grosimi de 3 ... 20 mm,n vederea obinerii de piese finite sausemifabricate pentru alte operaii.

Trstura principal a tierii cu cuitenclinate const n aceea c forfecarea seproduce treptat, ncepnd de la una dinmarginile semifabricatului. Tierea se producentre dou cuite, fig. U2.4: cuitul fix 1 avndmuchia tietoare nenclinat i cuitul mobil 2,cu muchia tietoare nclinat cu unghiul .Poriunea de semifabricat ce se taie,momentan, depinde de nclinarea cuituluimobil.

Datorit nclinrii cuitului fora de tiere

Fig. U2.4. Schema tierii cu foarfeceavnd cuit nclinat

1.- cuitul fix, cu ti drept; 2.- cuitul mobil

nclinat


31/155

30

crete pn la o valoare maxim moment ce corespunde ptrunderii cuitului mobil nmaterial pe seciunea MNS, fig. U2.4, dup care rmne constant pn spre sfritul separriicnd scade la zero.

Pentru evitarea apariiei componentei orizontale prea mari, a forei de tiere, care tinde

s mping tabla n afar, este necesar ca unghiul de nclinare al cuitului mobil s aib valoriapropiate de cele ale unghiului de autofrnare. Astfel pentru table cu g< 2 mm se utilizeaznclinri ale cuitului mobil cu = 4 ... 10.

Tierea cu cuit nclinat prezint avantajul existenei unei fore constante pe cea maimare parte a cursei de lucru. Are dezavantajul c, datorit nclinrii cuitului mobil, partea dematerial care se separ se poate deforma i piesa obinut necesit operaii suplimentare dendreptare.

La tierea cu cuite nclinate fora maxim necesar se calculeaz cu relaia:

,

tg2

gF r

2

nec

(U2.9)

n care este unghiul de nclinare a cuitului mobil.Cursa total n timpul creia cuitul mobil acioneaz asupra materialului este:

h = b tg + g (U2.10)n care b este limea materialului de prelucrat.

1. Prezentai fazele procesului de tiere.2. Descriei procesul de tiere cu cuite cu muchii active paralele.

U2.3.2.6.Tierea cu cuite nclinate vibratoareTierea cu cuite nclinate vibratoare se folosete pentru obinerea pieselor de

dimensiuni mari realizate n loturi mici. Se poate folosi i pentru tierea tablelor n benzi saun vederea obinerii unor semifabricate unicat.

Tierea cu foarfece cu cuite nclinate vibratoare se execut dup trasaj sau prin copieredup ablon. Separarea de material se face fie pe contur deschis sau contur nchis.

U2.3.2.7.Tierea cu foarfece cu cuite discFolosirea foarfecelor cu cuite disc este frecvent ntlnit la tierea marginilor pieselor

mari de caroserii, la tierea din foi de tabl a unor semifabricate circulare ce urmeaz s fieambutisate, la reliefarea i marcarea unor piese dup ambutisare. Se pot folosi i pentrutierea n benzi, caz n care se impune operaia de ndreptare dup separarea materialului.

n practic sunt folosite dou tipuri de tieri: cu o singur pereche de cuite disc, fig. U2.5 a, b, c; cu mai multe perechi de cuite disc.

Schema tierii cu o singur pereche de discuri, prezentat n fig.U2.5, relev modul derealizare a separrii, marcrii sau bordurrii materialului. Tabla de prelucrat se deplaseaz subaciunea forei de frecare care apare ntre aceasta i suprafeele active ale celor dou cuitedisc. Pentru a se produce autonaintarea tablei n vederea tierii i pentru a se produce corect

separarea, cele dou cuite disc sunt suprapuse la periferie, pe poriunea a = (0,2 0,3) g.


32/155

31

Jocul dintre cuite se regleazastfel nct s se asigure valori nlimitele: j = (0,05 0,07)g.Varianta din fig.U2.5 a, cu cuitele

disc perpendiculare pe planul tablei,se utilizeaz la tierea pe conturrectiliniu a marginilor pieselorpoligonale i pentru operaii dedebitare. Varianta din fig.U2.5 b,

caracterizat prin aezarea cuitelor n plane concurente, se utilizeaz pentru tierea dupcontur curbiliniu a marginilor pieselor ambutisate, iar varianta din fig. U2.5 c, la care discurilesunt aezate n plane paralele, i gsete ntrebuinare pentru marcarea i reliefarea pieselormari executate din tabl.

U2.3.3.Tierea cu taneTierea cu tane a semifabricatelor din tabl sau din alte laminate se execut pe maini-

unelte de presat specializate sau pe prese.Operaiile de tiere cu tane pot fi:

pe contur deschis aa cum sunt cazurile operaiilor de debitare, retezare .a;pe contur nchis cazurile decuprii i perforrii.

Lund n considerare precizia dimensional i de form geometric, precum i gradul denetezime al suprafeelor obinute dup separare, tierea cu tane poate fi:

- obinuit executat n limitele de precizie i calitate aferente prevederilor standard

pentru operaiile realizate cu tane normale;- de precizie avnd precizie dimensional n clasele H6 - H8 dup ISO i gradul

de netezime a supra feei obinut prin tiere corespunztor valorilor Ra = 0,63 m.

U2.3.3.1.Tierea obinuit a tablelor laminate Aceast prelucrare se aplic pentru obinerea de semifabricate sau pentru realizarea unor

piese finite. Este posibil utilizarea materialului de prelucrat n proporie de peste 90%asigurndu-se un randament superior altor tipuri de prelucrri.

n fig. U2.6 se prezint schemaoperaiei de retezare din band laminat.Din schem rezult c bandasemifabricat este mpins pn laopritorul 2, dup care placa 3, subaciunea forei arcului 4, o fixeaz peplaca de tiere, pentru a nu fi rsturnatde fora F ce se dezvolt n timpulretezrii. Poansonul 1, n timpulcoborrii, execut retezarea cu muchia satietoare i cea a plcii active 7. Partea

desprins este reinut de placa deeliminare 8, sub aciunea forei arcului 5, i apoi, cn

Documents

10_Sisteme Si Tehnologii de Prelucrare Prin Deformare