Home >Documents >1. Prelucrari_ Taierea Cu Foarfece

1. Prelucrari_ Taierea Cu Foarfece

Date post:07-Jul-2018
Category:
View:218 times
Download:0 times
Share this document with a friend
Transcript:
  • 8/18/2019 1. Prelucrari_ Taierea Cu Foarfece

    1/16

      1

    5. PRELUCRĂRI PRIN TĂIERE

    5.1. Analiza procesului de tăiere şi determinarea forţei, lucrului mecanic şi puterii de tăiere. Analiza procesului de tăiere

    Tăierea constituie o grupă de procedee de prelucrare plastică la rece la care are loc separarea materialului, totală  sau parţială, după  un contur închis sau deschis cu

    ajutorul a două tăişuri asociate (fig.5.1). După  utilajul folosit, aceste procedee se împart în două  subgrupe şi anume:

    tăierea la foarfece şi tăierea la ştanţe (ştanţarea).

    Fig. 5.1. Tăierea la foarfece

    Tăierea la foarfece constituie, în general, operaţie pregătitoare şi se execută  la prelucrarea tablelor în vederea obţinerii fâşiilor sau a semifabricatelor de diferite forme şi dimensiuni, necesare prelucrărilor ulterioare pentru fabricarea pieselor finite.

    Tăierea cu ştanţe se execută  atât pentru obţinerea pieselor finite, cât şi a

    semifabricatelor pentru operaţii ulterioare de prelucrare prin deformare (îndoire,ambutisare, fasonare etc.). Ştanţarea conţine mai multe procedee ca: decuparea, perforarea, crestarea, tăierea marginilor ş.a.

    Indiferent de tipul procedeului de tăiere, separarea materialului decurge în trei faze caracteristice, fig.5.2:

  • 8/18/2019 1. Prelucrari_ Taierea Cu Foarfece

    2/16

      2

    Fig.5.3. Zone caracteristice la tăiere

    -faza 1: este o fază de solicitare a materialului în stare elastică, în care muchiile tăietoare pătrund în material producând şi o uşoară  încovoiere a tablei în limita  jocului dintre cele două tăişuri. În această fază eforturile unitare sunt mai mici decât limita de curgere. 

    Fig. 5.2. Fazele procesului de tăiere

    -faza 2: ce este faza de solicitare a materialului în stare plastică, care apare pe

    măsură  ce apăsarea celor două  muchii tăietoare creşte, eforturile unitare ajung lalimita de curgere. Aspectul tăieturii este neted caracteristic unei separări prin alunecare.

    -faza 3: este faza de rupere, corespunzătoare porţiunii centrale, care micşorându-se treptat pe măsura pătrunderii tăişurilor în material, nu mai poate prelua eforturile create de apăsarea muchiilor tăietoare şi se rupe. Aspectul suprafeţei în această zonă este grăunţos, tipic de ruptură. Pentru ca suprafaţa să fie mai netedă, este necesar ca zona de ruptură să  lipsească sau să fie cât mai redusă. Pentru limitarea şi evitarea zonei de ruptură se aplică procedee speciale de ştanţare de precizie.

    Aspectul suprafeţei tăiate corespunzător celor trei faze se arată în fig. 5.3.

  • 8/18/2019 1. Prelucrari_ Taierea Cu Foarfece

    3/16

      3

    Pe măsura continuării procesului de deformare a materialului, în dreptul muchiilor tăietoare încep să apară microfisuri şi apoi macrofisuri care se propagă  în material pe grosimea acestuia, fig.5.4, favorizând astfel ruperea pe porţiunea rămasă  de grosime Sr.

    Fig.5.4. Mecanismul dezvoltării micro şi macro fisurilor în procesul de tăiere şi ştanţare

    Grosimea pe care au început să  apară  macrofisurile împreună  cu zona Sr, constituie zona de ruptură cu aspect grăunţos.

    Starea de eforturi unitare influenţează asupra unghiului α de înclinare a direcţiei de propagare a fisurilor. Cercetările experimentale au arătat că α = 6...8°.

    În cazul operaţiilor de ştanţare obişnuită este de preferat ca mărimea jocului j să  fie aleasă  astfel încât cele două  fisuri să  se întâlnească, separarea materialului f ăcându-se astfel cu consum minim de lucru mecanic. Jocul care corespunde acestei situaţii se numeşte joc optim.

    Dacă j ≠ joptim, calitatea tăieturii este mai puţin bună iar forţele de tăiere sunt maimari. Valoarea acestuia este dată de relaţia (5.1).

    ( )   α α  tgsh j sh

     j tg

    opt 

    opt  ⋅−=⇒

    − =   (5.1)

  • 8/18/2019 1. Prelucrari_ Taierea Cu Foarfece

    4/16

      4

    Înălţimea S de la care încep să apară fisuri în faţa muchiei tăietoare variază între (0,1-0,5)h în funcţie de material (moi sau dure). Cu alte cuvinte, jocul optim are valori mai mari în cazul materialelor cu plasticitate mai mare decât în cazul altora mai puţin plastice, dar de aceiaşi grosime.

    5.2. Forţele şi puterea necesară la tăiere

    Pentru determinarea forţei de tăiere se porneşte de la faptul că operaţia de tăiere se execută în condiţiile unei frecări pure, lucru dovedit pe cale experimentală.

    Tăierea materialului începe, de fapt, după ce muchia mobilă a pătruns în metal la o adâncime anumită x, şi se poate exprima cu relaţia:

    ( ) xh LF  c   −⋅⋅= τ    ( 5.2 )  în care: F - forţa de tăiere, în daN; L - lungimea conturului pe care se face tăierea, în mm; h - grosimea materialului, în mm; τc - efortul de forfecare de curgere, în daN/mm

    2. Secţiunea pe care se face forfecarea se poate calcula în funcţie de secţiunea

    iniţială ţinând cont că:

    0

    0

     A

     A A   − =Ψ   (5.3 )

     în care: ψ  este coeficientul relativ de micşorare a secţiunii la pătrunderea muchiei mobile;

    A0, A-aria iniţială, respectiv reală . Din relaţia (5.3) rezultă că:

    h x   ⋅=ψ    (5.4) Relaţia (5.2) devine în acest caz:

    ( )ψ τ    −⋅⋅= ⋅ 10 AF  c   (5.5)

    Dar efortul de forfecare necesar apariţiei curgerii, conform ipotezei de plasticitate este:

  • 8/18/2019 1. Prelucrari_ Taierea Cu Foarfece

    5/16

      5

    2 c

    c

    σ  τ    =   (5.6)

    cu care forţa F devine:

    ( )ψ  σ 

    −⋅⋅= 1 2 0

     AF  c   (5.7)

    Variaţia lui F în funcţie de ψ prezintă un maxim; forţa fiind egală cu zero pentru ψ=0 şi ψ= 1. Lucrul acesta se confirmă  şi pe cale experimentală  din înregistrarea variaţiei forţei în funcţie de cursa elementului mobil, fig. 5.5.

    Fig. 5.5. Variaţia forţei de tăiere, în cazul jocului optim între elementele active

    Forţa maximă  se obţine pentru ψ=ψg, care corespunde momentului imediat anterior ruperii.

    h L AF  r  r  ⋅⋅≈⋅≈   τ 

    σ  0max

    2

      (5.10)

    Relaţia (5.10) este cea întâlnită în mod curent în literatura de specialitate pentru calculul forţei de tăiere.

  • 8/18/2019 1. Prelucrari_ Taierea Cu Foarfece

    6/16

      6

    În scopuri acoperitoare, forţa calculată  cu relaţia (5.10) se majorează  cu un coeficient k=1,1…1,30 având în vedere starea posibilă de uzură a muchiei tăietoare, variaţia grosimii materialului şi a proprietăţilor fizico-mecanice etc.

    Relaţia (5.10) devine în acest caz:

    r h Lk F    τ ⋅⋅⋅=   (5.11) Când tăierea se face cu ajutorul ştanţelor la valoarea forţei calculate cu relaţia

    (5.11) se adaugă forţa necesară împingerii materialului prin orificiul plăcii de tăiere. Forţa de împingere se calculează în funcţie de forţa de tăiere.

    nF k F imp   ⋅⋅= 1   (5.12)  în care: k1  coeficientul dat tabelar în literatura de specialitate în funcţie de grosimea

    materialului; n - numărul de piese din brâu. Forţa de scoatere a materialului de pe poanson se calculează  similar celei de

     împingere cu relaţia:

    F k F sc   ⋅= 2   (5.13)

     în care: k2  – coeficient scoatere, dat tabelar în literatura de specialitate în funcţie de

    grosimea materialului. Forţa de calcul după care se face alegerea presei este:

    impc F F F    +=   (5.14) Lucrul mecanic de tăiere se calculează cu relaţia:

    1000

    hF   L med 

     ⋅ =   (5.15)

     în care: L este lucrul mecanic, în daN m; Fmed - forţa de tăiere medie pe durata cursei, în daN; h – cursa elementului tăietor mobil, în mm. La tăierea cu muchii paralele, h se

    ia egală cu grosimea materialului.

  • 8/18/2019 1. Prelucrari_ Taierea Cu Foarfece

    7/16

      7

    Forţa medie se calculează în funcţie de forţa maximă dată de relaţia (5.10) cu un coeficient λ .

    maxF F med    ⋅= λ    (5.16)

    Valorile coeficientului λ  pentru diferite calităţi şi grosimi de materiale sunt date tabelar în literatura de specialitate.

    Puterea utilă  consumată  pentru efectuarea operaţiei de tăiere se determină  cu relaţia:

    6075 ⋅

    ⋅ =

    n L  N u   (5.17)

     în care: Nu – este puterea în CP; n – numărul de curse duble pe minut al presei.

    Puterea necesară se calculează cu relaţia:

    [ ]CP a

     N  N  unec   ⋅⋅= η 

      (5.18)

     în care: a – coeficientul care ţine seama de regimul de lucru, a =1,1÷1,4; η – randamentul mediu al presei , η=0,5÷0,7.

  • 8/18/2019 1. Prelucrari_ Taierea Cu Foarfece

    8/16

      8

    5.3. Tăierea cu foarfece Schema procesului de tăiere cu foarfece este prezentată în fig.5.6.

     j

    F 1F 

    F 1 F 

    T      s

            h

    Q

      Fig.5.6. Procesul de tăiere cu foarfece

    După tipul cuţitelor, tăierea cu foarfece este de mai multe feluri: -  tăiere cu foarfece

Embed Size (px)
Recommended