1.8. Matriţarea materialelor metalice

1.8.1. Principiul matriţării

Matriţarea este procedeul de deformare plastică la cald sau la rece la care materialul este

obligat să ia forma şi dimensiunile cavităţii prevăzute în scula de lucru în funcţie de

configuraţia pieselor ce trebuiesc executate (fig. 1.46). Procedeul se aplică la prelucrarea

pieselor mici (până la 300 kg) de configuraţie complexă, în producţia de serie mică şi masă.

Scula în care are loc deformarea poartă denumirea de matriţă. În raport cu forjarea liberă se

asigură următoarele avantaje: productivitate ridicată, consum de metal redus, calitatea

suprafeţei şi precizia de prelucrare bună, posibilităţi de obţinere a unor piese complicate,

volum de muncă mic şi manoperă simplă, preţ de cost redus. Dezavantaje: costul ridicat al

matriţelor, greutatea limitată a produselor din cauza forţelor mari de presare pentru deformare,

necesitatea unor operaţii suplimentare (debavurare, calibrare etc.).

Fig. 1.46 – Principiul matriţării:

1 – semimatriţă superioară; 2 – semimatriţă inferioară;3 – semifabricat; 4 – cavitatea matriţei; 5 – produsul finit (cu bavură)

1.8.2. Clasificarea matriţării

Se face după următoarele criterii:

- după temperatura de execuţie: la rece şi la cald;

- după modul de deformare în matriţă: matriţarea cu bavură (deschisă); matriţarea fără

bavură (închisă);

- după tipul utilajului de lucru: matriţarea la ciocan, la prese, la maşini specializate;

- după viteza de deformare: cu viteze mici şi viteze mari de deformare.

1.8.3. Scule pentru deformare la matriţare

Matriţa este scula folosită la

refigurarea unui semifabricat prin

1Fig. 1.47 – Tipuri de matriţe:

a – matriţă simplă; b – matriţă dublă;1 – semimatriţă superioară; 2 – semimatriţă inferioară;

3 – plan de separaţie; 4 – cavitatea matriţei.

deformare plastică astfel încât să se obţină o piesă de o anumită formă şi mărime. Matriţa

propriu-zisă se confecţionează din două părţi numite semimatriţe (separate între ele printr-un

plan numit plan de separaţie). Cavitatea care redă forma piesei dorite poate fi practi-cată într-o

singură semimatriţă (la ma-triţele simple) (fig. 1.47, a) sau în amândouă semimatriţe (fig. 1.47,

b) (la matriţele duble).

După modul de deformare al materialelor matriţele pot fi închise sau deschise (fig.

1.48, a, b), La matriţele închise cantitatea de material necesară pentru deformare trebuie să fie

calculată exact ceea ce îngreuiază şi scumpeşte procesul de fabricaţie. La matriţele deschise

canalul de bravură permite scurgerea surplusului de material şi totodată umplerea completă a

cavităţii matriţei.

Fig. 1.48 – Tipuri de matriţe:

a – închisă; b – deschisă. După numărul de cavităţi pentru deformare matriţele pot fi: cu o singură cavitate (fig. 1.48,

b) sau cu mai multe cavităţi (fig. 1.49). Semi-fabricatul 1 este supus mai întâi unei operaţii de

preforjare în cavitatea I şi II, ocupând pe rând poziţiile 2 şi 3. Urmează operaţiile de matriţare,

eboşare (cavitatea III) şi matriţarea de finisare (cavitatea IV).

O matriţă cu mai multe cavităţi cuprinde: cavitatea de pregătire (preforjare), în care

materialul este supus unor operaţii de întindere, rulare, formare etc.; cavităţi de matriţare

propriu-zisă, în care au loc operaţiile de matriţare, de eboşare şi matriţare de finisare (finală);

cavităţi de separare pentru cleşte şi pentru tăiere; canalul de bavură.

2

Fig. 1.49 – Matriţă multiplă:

I, II – cavităţi de preforjare; III, IV – cavităţi de eboşare şi finisare;1, 2, 3 – faze succesive de matriţare

Canalul de bavură practicat în planul de separare al cavităţilor matriţei are rolul de preluare

a surplusului de material. Prin crearea unei rezistenţe sporite de deformare a materialului în

acest canal, se dă posibili-tatea de umplere completă a cavităţii matriţei la matriţarea de

finisare. Bavura este formată din două părţi: puntiţa bavurii şi magazia bavurii (fig. 1.50).

Principalele tipuri de bavură sunt date în figura 1.51. Dimensiunile canalului de bavură depind

de felul matriţării (împingere sau refulare – fig. 1.52) şi de utilajul pentru deformare (ciocane

sau prese – tabelul 1.3 şi tabelul 1.4).

Fig. 1.50 – Canal de bavură:

1 – puntiţă; 2 – magazie; 3 – plan de separaţie

Fig. 1.51 – Tipuri de locaşuri pentru bavurăFig. 1.52 – Tipuri de matriţare:

a – prin strângere; b – prin refulare

3

Tabelul 1.3Dimensiunile canalului de bavură pentru matriţarea pe ciocane

Nr. crt.

h mm

h1

mm

R mm

Matriţare cu refulare

Matriţare cu refulare şi împingere

Matriţare cu împingere

b mm

b1

mm

Ab

mm2

b mm

b1

mm

Ab

mm2

b mm

b1

mm

Ab

mm2

1. 0,6 3,0 1,0 6,018,

052,

06,0

20,0

61,0

8,022,

074,

0

2. 0,8 3,0 1,0 6,020,

069,

07,0

22,0

77,0

9,025,

088,

0

3. 1,0 3,0 1,0 7,022,

080,

08,0

25,0

91,0

10,0

28,0

104,0

4. 1,6 3,5 1,0 8,022,

0102,0

9,025,

0113,0

11,0

30,0

155,0

5. 2,0 4,0 1,5 9,025,

0136,0

10,0

28,0

153,0

12,0

32,0

177,0

6. 3,0 5,0 1,510,

028,

0201,0

12,0

32,0

233,0

14,0

38,278,0

7. 4,0 6,0 2,011,

030,

0268,0

14,0

38,0

344,0

15,0

42,0

385,0

8. 5,0 7,0 2,012,

032,

0343,0

15,0

40,0

434,0

18,0

46,0

506,0

9. 6,0 8,0 2,513,

035,

0435,0

16,0

42,0

530,0

20,0

50,0

642,0

10. 8,010,

03,0

14,0

38,0

601,0

18,0

46,0

745,0

22,0

55,0

903,0

11.10,

012,

03,0

15,0

40,0

768,0

20,0

50,0

988,0

25,0

60,0

1208,

0

Tabelul 1.4Dimensiunile canalului de bavură pentru matriţarea pe prese

Nr. crt.

h mm

h1

mm

R mm

Matriţare cu refulare

Matriţare cu refulare şi împingere

Matriţare cu împingere

b mm

b1

mm

Ab

mm2

b mm

b1

mm

Ab

mm2

b mm

b1

mm

Ab

mm2

1. 0,6 3,0 1,0 4,0 16 50 4,5 18 57 5,0 20 642. 0,8 3,5 1,0 4,5 18 67 5,0 20 75 6,0 22 83

3. 1,0 4,0 1,0 5,0 20 87 6,0 22 97 7,0 25111

4. 1,6 5,0 1,5 6,0 20 11 7,0 22 12 8,0 25 14

4

3 6 5

5. 2,0 6,0 1,5 7,0 22150

8,0 25179

9,0 28196

6. 2,4 7,0 2,0 8,0 22175

9,0 25202

10,0

28229

7. 3,0 8,0 2,0 9,0 25232

10,0

28264

11,0

30286

8. 4,0 9,0 2,510,

025

288

11,0

28311

12,0

31359

9. 5,010,

02,5

11,0

28356

12,0

32410

14,0

36470

Amplasarea cavităţilor în matriţă. Dacă matriţa are o singură cavitate aceasta se

aşează în centrul matriţei, care coincide cu axa maşinii. Dacă matriţa are mai multe cavităţi

atunci cavităţile de pregătire se aşează la marginea matriţei pentru uşurarea curăţirii de oxizi,

iar celelalte se dispun în interiorul matriţei în ordinea de desfăşurare a operaţiilor de matriţare.

1.8.4. Matriţarea pe ciocane

Este cel mai răspândit procedeu de deformarea plastică la cald folosindu-se în producţia

de serie sau masă pentru piese cu masa până la circa 1000 kg. Ciocanele pentru matriţat sunt:

- cu şabotă, având greutatea parţii căzătoare de 0,5…30 t. Valoarea superioară a

greutăţii este limitată din cauza fundaţiilor mari necesare şi şocurilor transmise mediului

interior în timpul lucrului. Principiul de funcţionare a acestor ciocane este aceeaşi ca în cazul

ciocanelor pentru forjarea liberă prezentând următoarele particularităţi: berbecul este ghidat

pe toată lungimea cursei sale, până la închiderea completă a matriţei; batiul ciocanului este

solidar cu şabota; mărimea cursei berbecului este mai mare, iar intensitatea şi prezenţa

loviturilor poate fi reglată în limite mai largi;

- fără şabotă (cu 2 berbeci sau contralovitură). La aceste ciocane se asigură deplasarea

simultană (una spre cealaltă) a două nicovale cu viteze şi curse aproximativ egale (locul

şabotei este preluat de un al doilea berbec). Datorită energiilor mari de lovire ce se pot obţine

(până la 160000 daNm), în condiţiile unei fundaţii de 8…10 ori mai mici decât la ciocanele cu

şabotă, aceste ciocane capătă o răspândire din ce în ce mai largă. Constructiv aceste ciocane

pot fi orizontale (folosite pentru piese mici) şi verticale (fig. 1.53) folosite pentru piese mari.

La ciocanele verticale se acţionează numai berbecul superior, berbecul inferior fiind antrenat

de acesta printr-un sistem de antrenare. Energia loviturii este:

, (1.39)

în care:

5

- m1, m2 sunt masele celor doi berbeci;

- v1, v2 sunt vitezele celor doi berbeci în momentul loviturii.

Deoarece şi rezultă:

(1.40)

Fig. 1.53 – Ciocan cu contralovitură:

1 – berbec superior; 2 – berbec inferior; 3 – sistem de antrenare;4 – role de antrenare; 5 – sistem de prindere; 6 – cilindru de distribuţie;

7 – pârghie de comandă; Datorită vitezelor mari de lovire, matriţele pentru matriţarea pe ciocane sunt de

construcţie masivă, rezistente la şocuri, şi confecţionate din oţeluri aliate cu caracteristici

fizico-mecanice superioare. Dacă cavitatea matriţei este nesimetric plasată în cele două

semimatriţe atunci la matriţarea pe ciocane cavitatea mai mare se va plasa în semimatriţă

superioară. Aceasta deoarece în momentul loviturii datorită inerţiei materialul va umple mai

întâi cavitatea superioară şi numai după aceea pe cea inferioară. Matriţele se construiesc fără

extractoare ceea ce impune alegerea unor înclinaţii ale pieselor respectiv al matriţelor mai

mari ca la matriţarea pe prese.

1.8.5. Matriţarea pe prese

Se folosesc aceleaşi prese ca şi în cazul forjării libere:

- matriţarea pe prese cu excentric. În raport cu

ciocanele de matriţat presele cu manivelă sau cu excentric

pentru matriţare la cald prezintă urmă-toarele avantaje: cursa

patinei presei, având o mărime fixă, la fiecare cursă se

realizează o fază de matriţare, ceea ce permite obţinerea

6

unor productivităţi mai ridicate; creşte precizia de matriţare întrucât presele sunt prevăzute cu

coloane de ghidare; viteza de deformare fiind mică rezultă că rezistenţa la deformare a

materialului şi energia consumată pentru defor-mare sunt mai mici; sunt necesare fundaţii mai

mici decât la ciocane; se pot folosi extractoare, ceea ce micşorează înclinările piesei matriţate

(fig. 1.54); condiţiile de lucru sunt mai bune; manopera simplă; posibilităţi de mecanizare şi

automatizare mari.

Fig. 1.54 – Matriţă cu extractor:

1 – matriţă superioară; 2 – matriţă inferioară; 3 – presă; 4 – extractorDezavantajele principale sunt: costul ridicat al pieselor; limitarea numărului de piese;

cursa patinei fiind fixă presele cu excentric sunt mai puţin universale; necesită o pregătire mai

îngrijită a semifabricatelor (încăl-zire fără oxidare, curăţire de oxizi etc.).

- matriţarea pe prese hidraulice. Presele hidraulice prezintă urmă-toarele

particularităţi: viteză mică de deformare; forţa maximă se obţine de la începutul cursei

pistonului şi este constantă în timp având valori foarte mari; numărul de curse este mic deci

productivitatea redusă; mărimea cursei de lucru este mare; costul utilajului este ridicat; se

pretează pentru piese foarte mari sau pentru materiale cu plasticitate redusă.

- matriţarea pe prese cu fricţiune. Presele cu fricţiune sunt utilaje cu matriţare cu

caracteristici intermediare între ciocane şi prese cu manivelă. Forţa maximă dezvoltată variază

între 50…2000103 daN. Particularităţi: forţa de deformare se aplică sub formă de şoc; cursa

patinei presei nu este fixă ceea ce permite mărirea gamei de piese ce se pot matriţa; matriţarea

se face de obicei în matriţe cu o singură cavitate; fazele de matriţare pot fi realizate prin una

sau mai multe lovituri. Folosirea lor se recomandă în cadrul pieselor mici, de configuraţie

simplă în producţia de serie mică şi mijlocie. Azi se înlocuieşte tot mai mult sistemul de

antrenare prin fricţiune prin sistemul de antrenare hidraulic (fig. 1.55, a, b).

- matriţarea pe maşini orizontale, permite matriţarea din semifabri-cate simple a

pieselor pline sau goale de configuraţie simplă sau complexă la care partea deformată este

scurtă şi de secţiune mult mai mare decât secţiunea semifabricatului iniţial. Procedeul

cuprinde patru faze importante (fig. 1.56). În prima fază semifabricatul se introduce în matriţă

până atinge

7

Fig. 1.55 – Ciocane presă cu antrenare hidraulică:

1 – cilindru hidraulic; 2 – cadru; 3 – ghidajele batiului;4 – piuliţă; 5 – arbore filetat; 6 – volant; 7 – sabotă.

opritorul 1. În faza a doua are loc strângerea semifabricatului şi începutul refulării. Urmează

faza a treia de refulare completă. În faza a patra semimatriţa mobilă coboară şi piesa este

scoasă afară. În cazul pieselor inelare se prevede un dispozitiv de tăiere astfel încât dintr-un

semifabricat de lungime nedefinită se matriţează un număr mare de piese. Avantajele

procedeului sunt: productivitate mare (400…1000 piese/h); posibilitatea de matriţare a unor

piese a căror formă nu permite matriţarea la alte utilaje; obţinerea unor piese de dimensiuni

apropiate de cele finite datorită matriţării fără bavură şi a unor înclinaţii mici de matriţare;

adaosurile de prelucrare şi toleranţele de matriţare sunt mici.

8

Fig. 1.56 – Fazele procesului de matriţare pe maşinile de forjat orizontale:

1 – opritor; 2 – matriţă fixă; 3 – matriţă mobilă; 4 – semifabricat;S – sursa de lucru; Sm – deschiderea matriţei; I, II, III, IV – fazele de matriţare

Principiul de lucru al maşinilor se poate urmări în figura 1.57. Scula pentru deformare

este confecţionată dintr-un poanson cu ajutorul căruia se deformează semifabricatul şi din

matriţa propriu-zisă în care are loc defor-marea. Dacă piesa se prelucrează într-o singură

trecere, matriţa este execu-tată din două semimatriţe care conţin o zonă de strângere şi una de

deformare. Dacă deformarea se produce în mai multe trepte matriţa se construieşte sub forma

unui bloc de matriţe care conţine zona de strângere, de refulare, de perforare, de tăiere etc.

Pentru economisirea de material de matriţă cavităţile de deformare se confecţionează sub

forma unor pastile de material dur care se montează prin înşurubare în corpul matriţei.

Particularităţile procesului de deformare sunt: numărul fazelor de deformare trebuie să fie cât

mai mic; refulările se prevăd a fi executate în poanson pentru a evita formarea bavurilor ca s-

ar putea imprima în piesă; piesele trebuie să aibă dimensiuni cât mai apropiate de

semifabricatul iniţial pentru a avea grade mici de deformare.

9

Fig. 1.57 – Schema de principiu a maşinii de matriţat orizontală:

1 – motor electric; 2 – curele de transmisie; 3, 4 – roţi dinţate;5, 6 – sistem bielă-manivelă; 7 – berbec; 8 – semimatriţa superioară;

9 – semimatriţa inferioară; 10 – sistem de pârghii; 11 – cameră;12 – roată canelată; 13, 14 – sistem de sprijin; 15 – frână.

1.8.6. Tehnologia matriţării

Cuprinde următoarele operaţii de bază:

- debitarea semifabricatelor (prin aşchiere sau deformare plastică);

- încălzirea semifabricatelor la temperatura optimă de deformare;

- matriţarea propriu-zisă dintr-o singură operaţie sau din mai multe operaţii în

funcţie de mărimea şi complexitatea piesei;

- operaţii complementare: debavurarea, tratamente termice (recoa-cere sau

normalizare), curăţire (mecanică sau chimică), îndrep-tare, calibrare etc.;

- control tehnic de calitate.

Principii de proiectare a pieselor matriţate. Reuşita matriţării depinde de proiectarea

corectă a piesei pentru matriţat. Pentru aceasta este bine să se respecte următoarele principii

de proiectare:

- întocmirea desenului piesei matriţate. La întocmirea acestuia se ţine seamă de

funcţionalitatea piesei, iar execuţia se face pe baza desenului piesei finite

(prelucrată mecanic, dacă este cazul), urmărindu-se apropierea maximă a

geometriei şi dimensiunilor faţă de piesa finită în vederea reducerii consumului de

metal şi volumului de muncă.

Execuţia cuprinde următoarele faze:

- alegerea planului de separaţie: se face în funcţie de felul închiderii matriţei şi

corespunde următoarelor cerinţe: scoaterea uşoară a piesei din matriţă, umplerea

completă a locaşului matriţei, repartizarea simetrică a piesei în cele două

semimatriţe (fig. 1.58);

Fig. 1.58 – Stabilirea planului de separaţie la piesele matriţate:

1 – incorect; 2 - corect

10

-stabilirea adaosurilor de prelucrare pentru calitatea suprafeţei şi a toleranţelor de

dimensiuni;

- stabilirea înclinărilor de matriţare. Suprafeţele laterale ale pieselor matriţate,

paralele cu direcţia de matriţare, se execută înclinat pentru a se asigura umplerea

mai uşoară a cavităţii şi o extragere mai bună a piesei din cavitate. Înclinările

exterioare (fig. 1.59) se aleg cu circa 30…40% mai mici decât cele inte-rioare

. Valorile ale înclinărilor exterioare se dau în tabelul 1.5 pentru matriţarea la

prese;

Fig. 1.59 – Înclinările pieselor matriţate

Tabelul 1.5Înclinaţiile de matriţare pentru execuţia pe prese

până la

1 1…3 3…4,54,5…

6,56,5…8 8

până la 1,5 2º 3º 5º 6º 7º 10º

peste 1,5 2º 2º 3º 5º 6º 7º

- stabilirea razelor de racordare (fig. 1.60) necesare pentru umplerea

corespunzătoare a cavităţii matriţei, evitarea crăpăturilor în zona muchiilor ascuţite

şi micşorarea solicitărilor mecanice. Mărimea razelor de racordare este funcţie de

raportul şi se dau în tabelul 1.6;

11

Fig. 1.60 – Razele de racordare a muchiilor la o piesă matriţată

Tabelul 1.6Razele de racordare pentru execuţia pe ciocane şi prese, în mm

r R

< 2 0,05h + 0,5 2,5r + 0,52…4 0,06h +0,5 3,0r + 0,5> 4 0,07h + 0,5 3,5r + 0,5

- aplicarea amprentelor în locul în care piesa prezintă constructiv găuri. Întrucât ele

nu pot fi complet pătrunse, în locul lor se realizează adâncituri. Adânciturile sunt

separate între ele printr-o bavură interioară sau timpan (fig. 1.61). Eliminarea lor

se face după matriţare prin operaţia de debavurare.

Fig. 1.61 – Forme caracteristice ale bavurii interioare:

a – bavură plană; b – bavură profilată; 1 – amprentă; 2 – bavură; 3 – piesă 1.8.7. Matriţarea cu viteze mari de deformare

Este o variantă a matriţării clasice, la care viteza sculelor de lucru este mult mărită.

Astfel, în timp ce la matriţarea pe maşini universale viteza de deplasare a părţilor active nu

depăşeşte 10 m/s la maşinile pentru deformarea cu viteze mari, viteza de deplasare a părţilor

active este 30…120 m/s pentru instalaţiile mecano-pneumatice şi mai mari de 120 m/s în

cazul folosirii substanţelor explozive brizante. Principalele metode de matriţare cu viteze mari

de deformare sunt: matriţarea mecano-pneumatică şi matriţarea prin explozie. Metoda

prezintă următoarele avantaje: la o singură lovitură se obţin piese de formă complexă; metalul

curge cu viteze foarte mari în spaţii înguste umplând foarte bine locaşul matriţei; toleranţele

realizate sunt cuprinse între 0,025…0,125 mm ceea ce elimină necesitatea unor prelucrări

suplimentare; pierderile de metal sunt minime; piesele sunt omogene din punct de vedere

structural şi al proprietăţilor mecanice; preţul de cost al matriţelor este mic; viteza mare de

12

lucru permite reducerea greutăţilor părţilor în mişcare. Greutatea acestora se poate calcula cu

relaţia: [N], (1.41)

în care:

- L este lucru mecanic de lovire, în J;

- g este acceleraţia gravitaţională, în m/s2;

- v este viteza de lovire, în m/s;

- K 1 este o constantă (raportul între energiile cedate de cele două părţi în

mişcare).

Datorită timpului scurt de lucru pierderile de căldură ale semifabri-catului supus

deformării sunt mici şi plasticitatea se menţine la valoarea ei superioară. Solicitarea termică

mică măreşte durabilitatea sculelor.

Utilaj pentru matriţarea cu viteze mari. Principiul de lucru constă în transformarea

energiei cinetice înmagazinată de un corp în mişcare, în lucru mecanic de deformare (fig.

1.62). Berbecul de masă m este obligat, sub acţiunea forţelor specifice p, să alunece în cilindru

de ghidare 3, înmagazinând o energie cinetică . La capătul cursei active berbecul

2 loveşte semifabricatul 3 sprijinit pe nicovala 5. În funcţie de mediul care produce presiunea

specifică p, metodele întrebuinţate sunt pneumo-mecanice sau prin explozie.

Fig. 1.62 – Schema de principiu a instalaţiei de lucru cu viteze mari de deformare:

1 – cameră de compresie; 2 – berbec;3 – cilindru de ghidare; 4 – semifabricat; 5 - nicovală

Utilajele cu acţionare pneumatică, se bazează pe principiul destin-derii unui gaz (azot, aer

comprimat) de la o presiune ridicată (100…150 at.) la presiunea normală. Viteza de deplasare

a berbecului este în funcţie de presiunea gazului sau aerului din camera de compresie şi poate

atinge valori cuprinse între 30…150 m/s.

În figura 1.63, a, b sunt redate schematic instalaţiile de lucru pentru un ciocan cu o

singură cameră de compresie (Dynapak) acţionat cu aer com-primat, respectiv pentru un

13

ciocan cu două camere de compresie (Hermes) acţionat cu azot sub presiune. Forţa de

deformare se aplică prin şoc iar agentul de lucru acţionează direct asupra părţilor active.

În cazul ciocanelor de lucru prin explozie (fig. 1.64) sursa de antrenare ia naştere prin

arderea unei cantităţi de pulbere explozivă. Se dezvoltă astfel o cantitate foarte mare de gaze

la o presiune ridicată care prin destindere produce o deplasare rapidă a berbecului 4, cu viteze

care depăşesc 150 m/s în funcţie de felul explozibilului utilizat.

Fig. 1.63 – Maşini pneumo-mecanice:

a – ciocan cu o cameră de compresie (Dynapal): 1 – cadru liber;2 – cadru de reazem; 3 – suspensie pneumatică;

4 – piston de lucru; 5 – cilindri de ridicare; 6 – extractoare;7 – garnitură inelară;8 – semimatriţă; 9 – cilindru de lucru;

b – ciocan cu două camere de compresie (Hermes): 1 – berbec superior;2 – berbec inferior; 3 – piston de antrenare; 4, 5 – semimatriţe;

6 – cilindri de lucru; 7 – camere de compresie.

14

1 – cilindru; 2 – piston;3 – dopuri conice; 4 – berbec;

5 – membrană cu orificiu;6- cameră de ardere; 7 – capac;

8 – plăci de bază;9, 10 – semimatriţe; 11 – tiranţi;

12 – cilindru de reducere.

Fig. 1.64 – Ciocan acţionat cu pulbere

Matriţele întrebuinţate pentru deformare sunt închise (fig. 1.65), în care curgerea

metalului este limitată şi matriţe deschise (fig. 1.66) pentru prelucrarea cu bavură utilizate

pentru piese subţiri, când curgerea materia-lului trebuie să fie mai bună.

Fig. 1.65 – Matriţă închisă

Fig. 1.66 – Matriţă deschisă

Gradul de deformare admis la o singură lovitură atinge 70…80%, ceea ce permite

matriţarea completă a semifabricatului supus deformării. Metoda se pretează şi pentru

materiale cu plasticitate mică a căror defor-mare prin procedeele clasice ar fi imposibilă.

Încălzirea semifabricatelor se face cu circa 330…350ºK sub temperatura de deformare pentru

a compensa creşterea temperaturii datorită efectului termic al vitezei de deformare.

1.8.8. Domenii de aplicare

Metodele de deformare plastică prin forjare – matriţare se bucură de o largă întrebuinţare

în industria constructoare de maşini. Perfecţionarea metodelor de lucru, a utilajelor pentru

deformare ca şi elaborarea unor materiale noi pentru construcţia matriţelor duce la lărgirea

gamei de piese ce se prelucrează atât din punct de vedere al complexităţii şi preciziei cât şi al

materialelor supuse deformării. În perspectivă se are în vedere deformarea plastică a metalelor

15

cu utilizarea vibraţiilor. După frecvenţa vibraţiilor se disting două domenii de aplicare:

deformarea plastică utilizând vibraţii cu o frecvenţă mai mare de 16000 Hz (ultrasunete) şi

deformarea plastică utilizând vibraţii mecanice de frecvenţe joase. Se presupune, astfel, că

prin utilizarea vibraţiilor se micşorează rezistenţa metalului la deformare plastică. Acest lucru

se explică prin aceea că ultrasunetele sunt absorbite de dislocaţii. Energia acestora creşte,

creşte de asemenea şi mobilitatea lor în cristal şi deci scade tensiunea tangenţială critică

necesară începerii alune-cării. Ultrasunetele pot influenţa de asemenea proprietăţile

materialelor supuse deformării. Întrebuinţarea vibraţiilor ridică însă probleme care

deocamdată limitează utilizarea lor. S-a constatat astfel că frecarea la utilizarea vibraţiilor

scade numai dacă ele au direcţie paralelă cu direcţia frecării. De asemenea curgerea

materialului este mai bună în direcţia solicitărilor şi mai rea în direcţia laterală. Indiferent de

problemele ce le ridică utilizarea vibraţiilor din punct de vedre economic ele prezintă urmă-

toarele avantaje: economie de forţă şi lucru mecanic, toleranţe restrânse, calitatea suprafeţelor

mai bună, durabilitatea sporită a sculelor, creşterea vitezei de deformare.

16