96
1
| Date post: | 13-Aug-2015 |
| Category: |
Documents |
| Upload: | stefan-dumitrescu |
| View: | 495 times |
| Download: | 26 times |
1
2
Introducere
3
20 110
100
32
50
60
32
32
150
30
32
32
SubansamblePiesa
(elementul de baza a unui echipament masina utilaj aparat)
Piesa se caracterizeaza prinPiesa se caracterizeaza prin-forma-dimensiuni-precizie dimensionala si de forma-calitate a suprafetei-material
-cerinte functionale-conditii de exploatare (solicitari siguranta in functionare conditii ambientale-posibilitati de prelucrare
In funtie de cerintele impuse piesei (ce doresc sa obtin) se stabileste
-Semifabricatul de pornire (o forma primara a materialului ce sufera transformari ulterioare laminat semifabricat turnat sau forjat)-Tehnologia de fabricatie (procesul de transformare a unui material dintr-o stare in alta stare de la o forma la alta forma)
4
Sunt deopotriva importante
Cum se obtin semifabricatele laminate forjate turnate
5
O tehnologie completa de obtinere a pieselor cuprinde urmatoarele etape
MinereuPrepararea minereului
Extragere metal brut Afinare
Metale sau Aliaje
Metalurgie extractiva
Laminare Forjare Turnare
Metalurgie prelucratoare (la cald)
Produse finite Semifabricate
Prelucrari suplimentare (prin aschiere sau deformare plastica la rece)PRODUSE FINITE
Tragere
PRELUCRAREA PRIN LAMINAREPRELUCRAREA PRIN LAMINARE
6
In urma extragerii metalului brut si a afinarii lui se obtinerea metale sau aliaje in stare lichida Acestea se vor turna in lingouri
lingotiera
placa de turnare
elemente de prindere
Turnarea lingourilor se face prin
-Turnare directa-Turnare directa si cu palnie intermediara-Turnare indirecta-Turnare continua
Aceste lingouri se supun procesului de LAMINARE
7
LAMINAREA este un procedeu de deformare plastica a materialelor (la cald sau la rece) care consta in trecerea acestuia printre 2 cilindri care se rotesc in sens invers (cilindri de laminare)
So Su
α
hellip
=
Antrenarea materialului de catre cilindri se datoreaza fortelor de frecare dintre cilindri si material Apare insa si o forta de respingere Fr ce depinde de unghiul alfaConditia laminarii este ca FfrgtFr in caz contrar este nevoie de o forta de impingere Fi
FrFfrFi
Un laminor este format din-motor-reductor-caja de antrenare-caja de laminare Caja de laminare cuprinde structura laminorului si CILINDRI DE LAMINARE
8
Cilindri de laminare (sunt elementele cele mai impotante)-asigura forta necesara deformarii materialului-asigura antrenarea materialului in procesul de deformare-atribuie forma si dimensiunile semifabricatului resultat
1 2 2
3
3
1-fus de abtrenare2-fus de sprijin3-tablia (partea activa a cilindrului in acest caz tablie neteda)
9
Laminor profilat cu profil deschis Laminor profilat cu profil inchis
Prin laminare se pot obtine si tevi nesudate (dupa procedeul Manesmann) Acest procedeu utilizeaza laminoare speciale care din punct de vedere constructiv a suferit diferite modificari
FORJAREAFORJAREA
Este operatia de prelucrare prin Este operatia de prelucrare prin deformare plastica la rece sau la cald in deformare plastica la rece sau la cald in
vederea obtinerii unor semifabricatevederea obtinerii unor semifabricate
La rece TLa rece TlucrulucrultTltTrr (recristalizare) (recristalizare) La cald TLa cald TlucrulucrugtTgtTrr (recristalizare) (recristalizare)
TTrr (recristalizare)=04T (recristalizare)=04Ttoptop (K) (K)
AvantajeAvantajeNu necesita incalzireNu necesita incalzireSe obtin proprietati mai buneSe obtin proprietati mai buneMaterialul nu se oxideazaMaterialul nu se oxideaza
DezavantajeDezavantajeForta necesara procesului este mareNecesita utilaje de forta mare
AvantajeAvantajeNu necesita forte mari de deformareNu necesita utilaje de forta mare
DezavantajeDezavantajeNecesita incalzire (costuri)Materialul se oxideazaNu se poate aplica la materiale cu sectine mica
Diagrama de incalzire prelucrareDiagrama de incalzire prelucrare
T K
Ttop
Tinc
Trecr
1 2 3 4 5 6 7
8 Timpul ore
1 2 ndash etapa de incalzire a materialului3 ndash etapa de mentinere pentru omogenizarea temperaturii in material4 ndash etapa prelucrarii5 ndash reincalzirea materialului daca prelucrare nu a fost terminata6 ndash etapa mentinerii pentru o noua omogenizare a temperaturii7 ndash o noua prelucrare a materialului pentru a fi adus la forma si dimensiunile finale- etapele 5 6 7 se reiau de cate ori este nevoie- ideal ar fi ca prelucrarea sa poata avea loc intr-un singur ciclu8 ndash racirea finala a semifabricatului cu o viteza care sa-i confere proprietatile dorite
Incalzirea are loc in doua faze 1 si 2Incalzirea din prima etapa este lenta pentru a evita aparitia unor tensiuni din cauza diferentei de temperatura dintre zona exterioara si miezul materialului (materialul fiind rigid neavand o plasticitate corespunzatoare deformarii)In a doua etapa incalzirea se face rapid pentru evitarea oxidarii pronuntate a materialului si cresterea grauntilor cristalini (materialul are plasticitatea necesara deformarii sub actiunea tensiunilor interne generate de diferenta de temperatura)Incalzirea se face sub linia solidus (cu aprox 30-50 grC) pentru evitarea aparitiei unor faze lichide si a cresterii pronuntate a grauntilor sau a arderii materialului (oxidare intercristalina)
ForjareaForjareain functie de energia in functie de energia utilizata in procesul utilizata in procesul
deformariideformarii
Forjarea manualaForjarea manuala Forjarea Forjarea mecanizatamecanizata
In functie de controlul procesului de deformare
Forjare liberaForjare libera Forjare in matritaForjare in matrita
Nu se poate controla procesul deformarii
Utilizeaza scule simpleCiocaneBaroaseDaltiClesti etc
Controleaza procesul deformarii
Utilizeaza matrite care atribuie piesei forma si dimensiunile cavitatii
acesteia
LEGILE DEFORMARII PLASTICE
Legea volumului constant
Legea minimei rezistente
Legea coexistentei deformarii elastice cu cea a deformarii
plastice
La deformarea plastica volumul semifabricatului dinainte de deformare este egal cu volumul semifabricatului de dupa
deformare
Deformarea plastica a materialului are loc intotdeauna dupa directia in care intampina cea mai mica rezistenta
Deformarea elasica coexista cu deformarea plastica Deformarea elastica precede deformarea plastica
In unele situatii si la diferite materiale apar modificari de volum (neimportante) datorate unor transformari printre
care si transformari de faza insotite de aparitia unor constituienti structurali (faze) noi
OPERATII DE BAZA ALE FORJARIIOPERATII DE BAZA ALE FORJARII
Lungirea Latirea
2
1
2
1
1 ndash sabota (elementul de actiune) 2- nicovala (elementul de reactiune)
Urmareste cresterea dimensiunii longitudinale a materialului supus forjarii (in sensul lungirii) pe seama reducerii grosimii acestuia Materialul se lateste nesemnificativ in raport cu lungirea lui
Nicovala si sabota trebuie sa aiba dimensiunea minima orientata in directia lungirii
Urmareste cresterea dimensiunii transversale a materialului supus forjarii (in sensul latirii) pe
seama reducerii grosimii acestuia Materialul se lungeste nesemnificativ in raport cu latirea lui
Nicovala si sabota trebuie sa aiba dimensiunea minima orientata in directia latirii
Materialul se deplaseaza dupa directia cea mai apropiata de conturul sculei de
deformareCea mai mare cantitate de material (A) se deplaseaza catre latura mare a sculei iar
cea mai mica (B) catre latura mica a sculei
A
AB B
1
3
1
2
3
Lungirea pe dorn Latirea pe dorn
Urmareste cresterea lungimii unei tevi prin micsorarea grosimii peretelui tevii
initiale si controlul (prin intermediul dornului) a diametrului interior
Urmareste cresterea diametrului (interior si exterior) a unui inel prin
micsorarea grosimii peretelui inelului initial
1 ndash sabota 2- nicovala 3 ndash dornul
1
2
1 3
Taierea cu 2 daltiTaierea cu o dalta
1 ndash dalta 2- masa de lucru (suport) 3 ndash dalta inferioara
Urmareste impartirea semifabricatului incalzit in doua componente cu
ajutorul unei (doua) scule numita dalta
Se realizeaza in doua fazebullTaierea pe o partebullIntoarcerea materialuluibullTaierea completa cu ruperea materialului dupa fisura ldquoardquo
aa
Se realizeaza intr-o singura fazabullTaierea simultana cu doua daltibullRuperea materialului dupa fisura ldquoardquo
TAIEREA
Gaurirea
Pentru gauri mici cu dorn plin
Pentru gauri mari cu dorn tubular
Se realizeaza in doua faze1Faza de impungere2Faza de strapungere (dupa intoarcerea piesei)
Gaura fiind mica dornul nu poate fi tubular deoarece ar avea o sectiune mica si s-ar rupe
Gaura fiind mare dornul poate fi tubular deoarece are o sectiune suficient de mare
Semifabricatul rezulta bombat (umflat la mijloc) si necesita o operatie ulterioara de cilindrare
3
2
1
1-piesa2-poanson3-nicovala
Indoirea
Urmareste cresterea sectiunii transversale pe seama
micsorarii inaltimii materialului
R
R1
R1gtR aFixare Forta de indoireDupa indoire forta este inlaturata si apare relaxarea elastica ldquoardquo
Forta de indoire
Refularea
Urmareste obtinerea unor semifabricate a caror forme
copiaza un model
Dupa refulare se aplica si o operatie de cilindrare
FFSabota
Nicovala
Material
Model
FORJAREA LIBERA
FORJAREA LIBERA (manuala sau mecanizata)
Utilizeaza scule simple (ciocane baroase dalti clesti compase pentru masurare etc)
Se realizeaza ca o succesiune a operatiilor simple ale deformarii plastice
Nu poate controla procesul de deformare ca marime si directie (volumul de material deplasat si directia dupa care se deplaseaza materialul)
LA FORJAREA LIBERA
Se porneste de la desenul de executie a piesei
Se stabileste desenul piesei forjate
Se determina greutatea semifabricatului de pornire
Desenul piesei forjate difera de piesa finita atat
ca marime cat si ca forma
Ca marime-se lasa adaosuri de prelucrare pe
suprafetele ce se vor prelucra
Exista forme tehnologice (alte forme neputand a fi prelucrate prin forjare)
Cand se porneste de la lingouGsp=Gpf+Gcl+Gpl+Gpo+Gpg
Cand se porneste de la un laminat
Gsp=Gpf+Gpo+Gpg
FORME TEHNOLOGICE
bullNu se pot realiza suprafete inclinate deoarece suprafetele elementelor de actiune si de reactiune sunt orizontalebullNu se pot obtine piese cu proeminente pe amandoua partile deoarece s-ar indoi la prelucrarea prin forjare
bullFormele complexe se obtin prin indoirebullGaurile mici se prelucreaza prin aschiere deoarece ar necesita dornuri de gaurire subtiri care s-ar rupebullAlte forme complexe se descompun in forme simple ce se prelucreaza prin forjare dupa care se imbina prin sudare
OBTINEREA UNUI ARBORE COTIT SIMPLU PRIN FORJARE LIBERA
Alegerea formei si stabilirea semifabricatului de pornireForma trebuie sa fie cat mai apropiata de cea a piesei In acest caz semifabricatul din imagine
Prelucrarea prin refulare lungire si latire pentru a-l aduce la sectiunea transversala a piesei
Insemnarea cu ajutorul daltilor
Formarea capetelor prin lungire latire
Rotunjirea capetelor cu sculele speciale 1 de fasonare
Taierea capetelor la lungimea prevazuta in desen cu dalti
F
F
1
FORJAREA IN MATRITA
Forjarea in matrita este o forjare mecanizata
Permite controlul deformarii atat ca directie cat si ca volum de material
Operatiile de baza se suprapun Ele se desfasoara simultan
Se poate realiza in-matrita deschisa (are canal de bavura)-matrita inchisa
Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de dimensiuni mici (nu necesita matrita mare si utilaje de forta mare) si forma complexa dintr-o gama variata de metale si aliajeProcedeul se aplica la serii mari de fabricatie
FORJAREA IN MATRITE DESCHISE
Matrita este scula de deformare
1
2
3
5
6
4
9
7
8
1-semimatrita superioara2-semimatrita inferioara3-cavitatea semimatritei sup4-cavitatea semimatritei inf5-canalul de bavura6-canalul de refulare7-prinderea semimatritei sup8-prinderea semimatritei inf9-elemente de ghidare (stifturi)10-planul de separare
F
F
10
Conditii impuse matritelor
Suprafetele paralele cu directia forjarii sa fie usor inclinate
-Asigura o curgere mai usoara a materialului in matrita-Asigura o scoatere mai usoara a piesei din matrita
Unghiurile diedre sa fie rotunjite
-Evitarea formarii concentratorilor de tensiune si ruperea matritei-Pentru umplerea corespunzatoare a matritei (varfurile sunt spatii inguste unde materialul curge greu-Evitarea blocarii piesei in matrita
Sa aiba canal de bavura si de refulare
-Asigura indepartarea surplusului de material-Controleaza procesul de umplere
Pentru marcarea centrului gaurilor si pentru alte functii sunt prevazute proeminente
-Acestea sa nu fie subtiri pentru ca se pot rupe-Acestea sa nu fie inalte pentru a nu se rupe-Sa aiba varful ascutit pentru a favoriza curgerea materialului
Planul de separare sa fie perpendicular pe directia de actiune a fortelor
Pentru a nu genera tensiuni tangentiale care sa impiedice inchiderea corecta a matritei si a nu solicita defavorabil elementele de ghidare
Realizarea unei roti cu butuc
-Este o piesa cilindrica-Are un butuc-Prezinta o gaura ce nu poate fi realizata prin forjare fiind lunga si de diametre mic
Forma tehnologica a piesei (albastru) copiaza piesa finita dar va avea
-Adaosuri de prelucrare pe suprafetele care se vor prelucra-Suprafetele paralele cu directia forjarii vor fi inclinate-Unghiurile diedre vor fi rotunjite-Nu va prezenta zone moarte (intranduri perpendiculare pe directia forjarii-Nu va avea gauri de diametru mic (sa nu fie necesare poansoane subtiri care s-ar putea rupe in procesul forjarii)
Planul de separare intre matrite (se ia in sectiunea cea mai mare si trebie sa asigure curgerea materialului si scoaterea piesei din matrita)
Desfasurarea procesului
Determinarea greutatii si a a formei semifabricatului de pornire
Piesa fiind mica va fi realizata dintr-un semifabricat laminat Gsp=Gpf+Gpo+GbGb=aprox07Vbρ
Forma semifabricatului de pornire sa fie cat mai aproape de forma piesei forjate
Incalzirea semifabricatului
Curatirea prin suflare (cu aer comprimat) si ungerea cavitatii matritei pentru a facilita curgerea materialului in matrita si scoaterea piesei
Asezarea semifabricatului in semimatrita inferioara
1 2
3 4
DEBAVURAREA
Inlaturarea bavurii formate in timpul forjarii in matrita deschisa
La cald-cand bavura este mare si necesita forta mare de debavurare
Deoarece piesa poate rezulta deformata din cauza fortelor de deformare se face obligatoriu o calibrare
La rece-cand nu necesita forta mare de debavurare
Cel mai adesea
Consta in impingerea piesei printr-o matrita de debavurare (bavura exterioara)
Consta in taierea bavurii cu ajutorul unui poanson (bavura exterioara)
F
Matrita de debavurare fara gulerbullAre avantajul reducerii frecarii dintre piesa si matritabullAre dezavantajul ca nu poate fi reconditionata la aceeasi dimensiune
Matrita de debavurare cu gulerbullAre avantajul posibilitatii de reconditionare la aceeasi dimensiunebullAre dezavantajul frecarii dintre piesa si matrita (forta mare distrugerea calitatii suprafetei)
FORJAREA IN MATRITE INCHISE
Are avantajul obtinerii pieselor fara bavuraNu necesita debavurareNu exista pierderi de material prin bavura
Procedeu complexInstalatii complexeNu se poate aplica decat anumitor categorii de piese
Obtinerea unui bulon cu cap sferic
1 2 3
5
4
a f
bb
c
d d
FF
1-corpul matrita2-semimatrita stanga3-poanson (al 3-lea element de inchidere)4-semimatrita dreapta5-materialul supus deformarii6-cutit de taiere
6
Laminarea semifabricatelor Laminarea semifabricatelor are urmatoarele dezavantaje are urmatoarele dezavantaje
bullProcesul laminarii se desfasoara la cald si Procesul laminarii se desfasoara la cald si deci cu consum de energie maredeci cu consum de energie marebullNu se pot obtine semifabricate cu sectiune Nu se pot obtine semifabricate cu sectiune mica deoarece procesul de oxidare ar putea mica deoarece procesul de oxidare ar putea afecta intreaga masa a materialuluiafecta intreaga masa a materialuluibullNu se pot obtine semifabricate de precizie Nu se pot obtine semifabricate de precizie dimensionala si de forma ridicatadimensionala si de forma ridicata
TragereaTragerea
Este o operatie de deformare plastica la rece Este o operatie de deformare plastica la rece (cel mai adesea) care consta in trecerea (cel mai adesea) care consta in trecerea materialului prin orificiul unei scule numite materialului prin orificiul unei scule numite filiera
Prin aceasta filiera va atribui materialului forma dimensiunile si precizia corespunzatoare
Ft
1
2
3
4
5
Fr
1 Filiea1 Filiea2 Materialul supus tragerii2 Materialul supus tragerii3 Forta care actioneaza asupra 3 Forta care actioneaza asupra materialului in timpul deformariimaterialului in timpul deformarii4 Forta de deformare4 Forta de deformare5 Forta de respingere F5 Forta de respingere Frr
SS00 sectiunea initiala a materialului sectiunea initiala a materialuluiSSuu sectiunea rezultata dupa sectiunea rezultata dupa tragerea materialuluitragerea materialului
S0Su
CONDITIA TRAGERIICONDITIA TRAGERIIFFttgtFgtFrr
FFttltForta la rupere a materialului ltForta la rupere a materialului in sectiunea cea mai micain sectiunea cea mai mica
FFttltRltRmmSSuu sau F sau FttltltσσrrSSuuCOEFICIENTUL DE TRAGERECOEFICIENTUL DE TRAGERE
FilieraFiliera reprezinta scula de deformare Prin urmare are o reprezinta scula de deformare Prin urmare are o deosebita importantadeosebita importanta
1
2
36
5
4
Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si printr-un profil transversalprintr-un profil transversal
Profilul longitudinal este format dintr-o Profilul longitudinal este format dintr-o succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)1-conul de intrare (rol de protectie)1-conul de intrare (rol de protectie)2 Conul de ungere (lubrifiere)2 Conul de ungere (lubrifiere)3 Conul de deformare3 Conul de deformare4 Zona de calibrare4 Zona de calibrare5 Conul de iesire5 Conul de iesire6 Conul de protectie la iesire a filierei6 Conul de protectie la iesire a filierei
Profilul transversal este dat de zona de calibrare care Profilul transversal este dat de zona de calibrare care confera materialului geometria si dimensiunile confera materialului geometria si dimensiunile sectiunii transversale sectiunii transversale
Materialele utilizate la executarea filierei trebuie saMaterialele utilizate la executarea filierei trebuie sa- aiba duritate ridicataaiba duritate ridicata- sa aiba o mare rezistenta la uzurasa aiba o mare rezistenta la uzura
Ele se clasifica in functie de modul de reconditionareEle se clasifica in functie de modul de reconditionare
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la aceeasi se reconditioneaza la aceeasi dimensiunedimensiune
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la o se reconditioneaza la o dimensiune superioaradimensiune superioara
- Otelurile de sculeOtelurile de scule- Otelurile rapideOtelurile rapide
-Carburile (indeosebi cele de -Carburile (indeosebi cele de wolfram)wolfram)- Diamantul- Diamantul
Se reconditioneaza prinSe reconditioneaza prin-Recoacere de inmuiereRecoacere de inmuiere-Forjare (aducere la dimensiunea dorita)Forjare (aducere la dimensiunea dorita)-Prelucrare mecanicaPrelucrare mecanica-Tratament termicTratament termic-SlefuireSlefuire
Prelucrare prin slefuire la o Prelucrare prin slefuire la o dimensiune superioaradimensiune superioara
Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului filierei aceasta se monteaza intr-o portfilierafilierei aceasta se monteaza intr-o portfiliera
1
2
3
4
5
6 7
1 filiera1 filiera2 portfiliera2 portfiliera3 materialul supus tragerii3 materialul supus tragerii4 canal de racire cu apa4 canal de racire cu apa5 batiul masinii de tras5 batiul masinii de tras6 bolt de prindere6 bolt de prindere7 cutia de lubrifiant solid7 cutia de lubrifiant solid
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
2
Introducere
3
20 110
100
32
50
60
32
32
150
30
32
32
SubansamblePiesa
(elementul de baza a unui echipament masina utilaj aparat)
Piesa se caracterizeaza prinPiesa se caracterizeaza prin-forma-dimensiuni-precizie dimensionala si de forma-calitate a suprafetei-material
-cerinte functionale-conditii de exploatare (solicitari siguranta in functionare conditii ambientale-posibilitati de prelucrare
In funtie de cerintele impuse piesei (ce doresc sa obtin) se stabileste
-Semifabricatul de pornire (o forma primara a materialului ce sufera transformari ulterioare laminat semifabricat turnat sau forjat)-Tehnologia de fabricatie (procesul de transformare a unui material dintr-o stare in alta stare de la o forma la alta forma)
4
Sunt deopotriva importante
Cum se obtin semifabricatele laminate forjate turnate
5
O tehnologie completa de obtinere a pieselor cuprinde urmatoarele etape
MinereuPrepararea minereului
Extragere metal brut Afinare
Metale sau Aliaje
Metalurgie extractiva
Laminare Forjare Turnare
Metalurgie prelucratoare (la cald)
Produse finite Semifabricate
Prelucrari suplimentare (prin aschiere sau deformare plastica la rece)PRODUSE FINITE
Tragere
PRELUCRAREA PRIN LAMINAREPRELUCRAREA PRIN LAMINARE
6
In urma extragerii metalului brut si a afinarii lui se obtinerea metale sau aliaje in stare lichida Acestea se vor turna in lingouri
lingotiera
placa de turnare
elemente de prindere
Turnarea lingourilor se face prin
-Turnare directa-Turnare directa si cu palnie intermediara-Turnare indirecta-Turnare continua
Aceste lingouri se supun procesului de LAMINARE
7
LAMINAREA este un procedeu de deformare plastica a materialelor (la cald sau la rece) care consta in trecerea acestuia printre 2 cilindri care se rotesc in sens invers (cilindri de laminare)
So Su
α
hellip
=
Antrenarea materialului de catre cilindri se datoreaza fortelor de frecare dintre cilindri si material Apare insa si o forta de respingere Fr ce depinde de unghiul alfaConditia laminarii este ca FfrgtFr in caz contrar este nevoie de o forta de impingere Fi
FrFfrFi
Un laminor este format din-motor-reductor-caja de antrenare-caja de laminare Caja de laminare cuprinde structura laminorului si CILINDRI DE LAMINARE
8
Cilindri de laminare (sunt elementele cele mai impotante)-asigura forta necesara deformarii materialului-asigura antrenarea materialului in procesul de deformare-atribuie forma si dimensiunile semifabricatului resultat
1 2 2
3
3
1-fus de abtrenare2-fus de sprijin3-tablia (partea activa a cilindrului in acest caz tablie neteda)
9
Laminor profilat cu profil deschis Laminor profilat cu profil inchis
Prin laminare se pot obtine si tevi nesudate (dupa procedeul Manesmann) Acest procedeu utilizeaza laminoare speciale care din punct de vedere constructiv a suferit diferite modificari
FORJAREAFORJAREA
Este operatia de prelucrare prin Este operatia de prelucrare prin deformare plastica la rece sau la cald in deformare plastica la rece sau la cald in
vederea obtinerii unor semifabricatevederea obtinerii unor semifabricate
La rece TLa rece TlucrulucrultTltTrr (recristalizare) (recristalizare) La cald TLa cald TlucrulucrugtTgtTrr (recristalizare) (recristalizare)
TTrr (recristalizare)=04T (recristalizare)=04Ttoptop (K) (K)
AvantajeAvantajeNu necesita incalzireNu necesita incalzireSe obtin proprietati mai buneSe obtin proprietati mai buneMaterialul nu se oxideazaMaterialul nu se oxideaza
DezavantajeDezavantajeForta necesara procesului este mareNecesita utilaje de forta mare
AvantajeAvantajeNu necesita forte mari de deformareNu necesita utilaje de forta mare
DezavantajeDezavantajeNecesita incalzire (costuri)Materialul se oxideazaNu se poate aplica la materiale cu sectine mica
Diagrama de incalzire prelucrareDiagrama de incalzire prelucrare
T K
Ttop
Tinc
Trecr
1 2 3 4 5 6 7
8 Timpul ore
1 2 ndash etapa de incalzire a materialului3 ndash etapa de mentinere pentru omogenizarea temperaturii in material4 ndash etapa prelucrarii5 ndash reincalzirea materialului daca prelucrare nu a fost terminata6 ndash etapa mentinerii pentru o noua omogenizare a temperaturii7 ndash o noua prelucrare a materialului pentru a fi adus la forma si dimensiunile finale- etapele 5 6 7 se reiau de cate ori este nevoie- ideal ar fi ca prelucrarea sa poata avea loc intr-un singur ciclu8 ndash racirea finala a semifabricatului cu o viteza care sa-i confere proprietatile dorite
Incalzirea are loc in doua faze 1 si 2Incalzirea din prima etapa este lenta pentru a evita aparitia unor tensiuni din cauza diferentei de temperatura dintre zona exterioara si miezul materialului (materialul fiind rigid neavand o plasticitate corespunzatoare deformarii)In a doua etapa incalzirea se face rapid pentru evitarea oxidarii pronuntate a materialului si cresterea grauntilor cristalini (materialul are plasticitatea necesara deformarii sub actiunea tensiunilor interne generate de diferenta de temperatura)Incalzirea se face sub linia solidus (cu aprox 30-50 grC) pentru evitarea aparitiei unor faze lichide si a cresterii pronuntate a grauntilor sau a arderii materialului (oxidare intercristalina)
ForjareaForjareain functie de energia in functie de energia utilizata in procesul utilizata in procesul
deformariideformarii
Forjarea manualaForjarea manuala Forjarea Forjarea mecanizatamecanizata
In functie de controlul procesului de deformare
Forjare liberaForjare libera Forjare in matritaForjare in matrita
Nu se poate controla procesul deformarii
Utilizeaza scule simpleCiocaneBaroaseDaltiClesti etc
Controleaza procesul deformarii
Utilizeaza matrite care atribuie piesei forma si dimensiunile cavitatii
acesteia
LEGILE DEFORMARII PLASTICE
Legea volumului constant
Legea minimei rezistente
Legea coexistentei deformarii elastice cu cea a deformarii
plastice
La deformarea plastica volumul semifabricatului dinainte de deformare este egal cu volumul semifabricatului de dupa
deformare
Deformarea plastica a materialului are loc intotdeauna dupa directia in care intampina cea mai mica rezistenta
Deformarea elasica coexista cu deformarea plastica Deformarea elastica precede deformarea plastica
In unele situatii si la diferite materiale apar modificari de volum (neimportante) datorate unor transformari printre
care si transformari de faza insotite de aparitia unor constituienti structurali (faze) noi
OPERATII DE BAZA ALE FORJARIIOPERATII DE BAZA ALE FORJARII
Lungirea Latirea
2
1
2
1
1 ndash sabota (elementul de actiune) 2- nicovala (elementul de reactiune)
Urmareste cresterea dimensiunii longitudinale a materialului supus forjarii (in sensul lungirii) pe seama reducerii grosimii acestuia Materialul se lateste nesemnificativ in raport cu lungirea lui
Nicovala si sabota trebuie sa aiba dimensiunea minima orientata in directia lungirii
Urmareste cresterea dimensiunii transversale a materialului supus forjarii (in sensul latirii) pe
seama reducerii grosimii acestuia Materialul se lungeste nesemnificativ in raport cu latirea lui
Nicovala si sabota trebuie sa aiba dimensiunea minima orientata in directia latirii
Materialul se deplaseaza dupa directia cea mai apropiata de conturul sculei de
deformareCea mai mare cantitate de material (A) se deplaseaza catre latura mare a sculei iar
cea mai mica (B) catre latura mica a sculei
A
AB B
1
3
1
2
3
Lungirea pe dorn Latirea pe dorn
Urmareste cresterea lungimii unei tevi prin micsorarea grosimii peretelui tevii
initiale si controlul (prin intermediul dornului) a diametrului interior
Urmareste cresterea diametrului (interior si exterior) a unui inel prin
micsorarea grosimii peretelui inelului initial
1 ndash sabota 2- nicovala 3 ndash dornul
1
2
1 3
Taierea cu 2 daltiTaierea cu o dalta
1 ndash dalta 2- masa de lucru (suport) 3 ndash dalta inferioara
Urmareste impartirea semifabricatului incalzit in doua componente cu
ajutorul unei (doua) scule numita dalta
Se realizeaza in doua fazebullTaierea pe o partebullIntoarcerea materialuluibullTaierea completa cu ruperea materialului dupa fisura ldquoardquo
aa
Se realizeaza intr-o singura fazabullTaierea simultana cu doua daltibullRuperea materialului dupa fisura ldquoardquo
TAIEREA
Gaurirea
Pentru gauri mici cu dorn plin
Pentru gauri mari cu dorn tubular
Se realizeaza in doua faze1Faza de impungere2Faza de strapungere (dupa intoarcerea piesei)
Gaura fiind mica dornul nu poate fi tubular deoarece ar avea o sectiune mica si s-ar rupe
Gaura fiind mare dornul poate fi tubular deoarece are o sectiune suficient de mare
Semifabricatul rezulta bombat (umflat la mijloc) si necesita o operatie ulterioara de cilindrare
3
2
1
1-piesa2-poanson3-nicovala
Indoirea
Urmareste cresterea sectiunii transversale pe seama
micsorarii inaltimii materialului
R
R1
R1gtR aFixare Forta de indoireDupa indoire forta este inlaturata si apare relaxarea elastica ldquoardquo
Forta de indoire
Refularea
Urmareste obtinerea unor semifabricate a caror forme
copiaza un model
Dupa refulare se aplica si o operatie de cilindrare
FFSabota
Nicovala
Material
Model
FORJAREA LIBERA
FORJAREA LIBERA (manuala sau mecanizata)
Utilizeaza scule simple (ciocane baroase dalti clesti compase pentru masurare etc)
Se realizeaza ca o succesiune a operatiilor simple ale deformarii plastice
Nu poate controla procesul de deformare ca marime si directie (volumul de material deplasat si directia dupa care se deplaseaza materialul)
LA FORJAREA LIBERA
Se porneste de la desenul de executie a piesei
Se stabileste desenul piesei forjate
Se determina greutatea semifabricatului de pornire
Desenul piesei forjate difera de piesa finita atat
ca marime cat si ca forma
Ca marime-se lasa adaosuri de prelucrare pe
suprafetele ce se vor prelucra
Exista forme tehnologice (alte forme neputand a fi prelucrate prin forjare)
Cand se porneste de la lingouGsp=Gpf+Gcl+Gpl+Gpo+Gpg
Cand se porneste de la un laminat
Gsp=Gpf+Gpo+Gpg
FORME TEHNOLOGICE
bullNu se pot realiza suprafete inclinate deoarece suprafetele elementelor de actiune si de reactiune sunt orizontalebullNu se pot obtine piese cu proeminente pe amandoua partile deoarece s-ar indoi la prelucrarea prin forjare
bullFormele complexe se obtin prin indoirebullGaurile mici se prelucreaza prin aschiere deoarece ar necesita dornuri de gaurire subtiri care s-ar rupebullAlte forme complexe se descompun in forme simple ce se prelucreaza prin forjare dupa care se imbina prin sudare
OBTINEREA UNUI ARBORE COTIT SIMPLU PRIN FORJARE LIBERA
Alegerea formei si stabilirea semifabricatului de pornireForma trebuie sa fie cat mai apropiata de cea a piesei In acest caz semifabricatul din imagine
Prelucrarea prin refulare lungire si latire pentru a-l aduce la sectiunea transversala a piesei
Insemnarea cu ajutorul daltilor
Formarea capetelor prin lungire latire
Rotunjirea capetelor cu sculele speciale 1 de fasonare
Taierea capetelor la lungimea prevazuta in desen cu dalti
F
F
1
FORJAREA IN MATRITA
Forjarea in matrita este o forjare mecanizata
Permite controlul deformarii atat ca directie cat si ca volum de material
Operatiile de baza se suprapun Ele se desfasoara simultan
Se poate realiza in-matrita deschisa (are canal de bavura)-matrita inchisa
Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de dimensiuni mici (nu necesita matrita mare si utilaje de forta mare) si forma complexa dintr-o gama variata de metale si aliajeProcedeul se aplica la serii mari de fabricatie
FORJAREA IN MATRITE DESCHISE
Matrita este scula de deformare
1
2
3
5
6
4
9
7
8
1-semimatrita superioara2-semimatrita inferioara3-cavitatea semimatritei sup4-cavitatea semimatritei inf5-canalul de bavura6-canalul de refulare7-prinderea semimatritei sup8-prinderea semimatritei inf9-elemente de ghidare (stifturi)10-planul de separare
F
F
10
Conditii impuse matritelor
Suprafetele paralele cu directia forjarii sa fie usor inclinate
-Asigura o curgere mai usoara a materialului in matrita-Asigura o scoatere mai usoara a piesei din matrita
Unghiurile diedre sa fie rotunjite
-Evitarea formarii concentratorilor de tensiune si ruperea matritei-Pentru umplerea corespunzatoare a matritei (varfurile sunt spatii inguste unde materialul curge greu-Evitarea blocarii piesei in matrita
Sa aiba canal de bavura si de refulare
-Asigura indepartarea surplusului de material-Controleaza procesul de umplere
Pentru marcarea centrului gaurilor si pentru alte functii sunt prevazute proeminente
-Acestea sa nu fie subtiri pentru ca se pot rupe-Acestea sa nu fie inalte pentru a nu se rupe-Sa aiba varful ascutit pentru a favoriza curgerea materialului
Planul de separare sa fie perpendicular pe directia de actiune a fortelor
Pentru a nu genera tensiuni tangentiale care sa impiedice inchiderea corecta a matritei si a nu solicita defavorabil elementele de ghidare
Realizarea unei roti cu butuc
-Este o piesa cilindrica-Are un butuc-Prezinta o gaura ce nu poate fi realizata prin forjare fiind lunga si de diametre mic
Forma tehnologica a piesei (albastru) copiaza piesa finita dar va avea
-Adaosuri de prelucrare pe suprafetele care se vor prelucra-Suprafetele paralele cu directia forjarii vor fi inclinate-Unghiurile diedre vor fi rotunjite-Nu va prezenta zone moarte (intranduri perpendiculare pe directia forjarii-Nu va avea gauri de diametru mic (sa nu fie necesare poansoane subtiri care s-ar putea rupe in procesul forjarii)
Planul de separare intre matrite (se ia in sectiunea cea mai mare si trebie sa asigure curgerea materialului si scoaterea piesei din matrita)
Desfasurarea procesului
Determinarea greutatii si a a formei semifabricatului de pornire
Piesa fiind mica va fi realizata dintr-un semifabricat laminat Gsp=Gpf+Gpo+GbGb=aprox07Vbρ
Forma semifabricatului de pornire sa fie cat mai aproape de forma piesei forjate
Incalzirea semifabricatului
Curatirea prin suflare (cu aer comprimat) si ungerea cavitatii matritei pentru a facilita curgerea materialului in matrita si scoaterea piesei
Asezarea semifabricatului in semimatrita inferioara
1 2
3 4
DEBAVURAREA
Inlaturarea bavurii formate in timpul forjarii in matrita deschisa
La cald-cand bavura este mare si necesita forta mare de debavurare
Deoarece piesa poate rezulta deformata din cauza fortelor de deformare se face obligatoriu o calibrare
La rece-cand nu necesita forta mare de debavurare
Cel mai adesea
Consta in impingerea piesei printr-o matrita de debavurare (bavura exterioara)
Consta in taierea bavurii cu ajutorul unui poanson (bavura exterioara)
F
Matrita de debavurare fara gulerbullAre avantajul reducerii frecarii dintre piesa si matritabullAre dezavantajul ca nu poate fi reconditionata la aceeasi dimensiune
Matrita de debavurare cu gulerbullAre avantajul posibilitatii de reconditionare la aceeasi dimensiunebullAre dezavantajul frecarii dintre piesa si matrita (forta mare distrugerea calitatii suprafetei)
FORJAREA IN MATRITE INCHISE
Are avantajul obtinerii pieselor fara bavuraNu necesita debavurareNu exista pierderi de material prin bavura
Procedeu complexInstalatii complexeNu se poate aplica decat anumitor categorii de piese
Obtinerea unui bulon cu cap sferic
1 2 3
5
4
a f
bb
c
d d
FF
1-corpul matrita2-semimatrita stanga3-poanson (al 3-lea element de inchidere)4-semimatrita dreapta5-materialul supus deformarii6-cutit de taiere
6
Laminarea semifabricatelor Laminarea semifabricatelor are urmatoarele dezavantaje are urmatoarele dezavantaje
bullProcesul laminarii se desfasoara la cald si Procesul laminarii se desfasoara la cald si deci cu consum de energie maredeci cu consum de energie marebullNu se pot obtine semifabricate cu sectiune Nu se pot obtine semifabricate cu sectiune mica deoarece procesul de oxidare ar putea mica deoarece procesul de oxidare ar putea afecta intreaga masa a materialuluiafecta intreaga masa a materialuluibullNu se pot obtine semifabricate de precizie Nu se pot obtine semifabricate de precizie dimensionala si de forma ridicatadimensionala si de forma ridicata
TragereaTragerea
Este o operatie de deformare plastica la rece Este o operatie de deformare plastica la rece (cel mai adesea) care consta in trecerea (cel mai adesea) care consta in trecerea materialului prin orificiul unei scule numite materialului prin orificiul unei scule numite filiera
Prin aceasta filiera va atribui materialului forma dimensiunile si precizia corespunzatoare
Ft
1
2
3
4
5
Fr
1 Filiea1 Filiea2 Materialul supus tragerii2 Materialul supus tragerii3 Forta care actioneaza asupra 3 Forta care actioneaza asupra materialului in timpul deformariimaterialului in timpul deformarii4 Forta de deformare4 Forta de deformare5 Forta de respingere F5 Forta de respingere Frr
SS00 sectiunea initiala a materialului sectiunea initiala a materialuluiSSuu sectiunea rezultata dupa sectiunea rezultata dupa tragerea materialuluitragerea materialului
S0Su
CONDITIA TRAGERIICONDITIA TRAGERIIFFttgtFgtFrr
FFttltForta la rupere a materialului ltForta la rupere a materialului in sectiunea cea mai micain sectiunea cea mai mica
FFttltRltRmmSSuu sau F sau FttltltσσrrSSuuCOEFICIENTUL DE TRAGERECOEFICIENTUL DE TRAGERE
FilieraFiliera reprezinta scula de deformare Prin urmare are o reprezinta scula de deformare Prin urmare are o deosebita importantadeosebita importanta
1
2
36
5
4
Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si printr-un profil transversalprintr-un profil transversal
Profilul longitudinal este format dintr-o Profilul longitudinal este format dintr-o succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)1-conul de intrare (rol de protectie)1-conul de intrare (rol de protectie)2 Conul de ungere (lubrifiere)2 Conul de ungere (lubrifiere)3 Conul de deformare3 Conul de deformare4 Zona de calibrare4 Zona de calibrare5 Conul de iesire5 Conul de iesire6 Conul de protectie la iesire a filierei6 Conul de protectie la iesire a filierei
Profilul transversal este dat de zona de calibrare care Profilul transversal este dat de zona de calibrare care confera materialului geometria si dimensiunile confera materialului geometria si dimensiunile sectiunii transversale sectiunii transversale
Materialele utilizate la executarea filierei trebuie saMaterialele utilizate la executarea filierei trebuie sa- aiba duritate ridicataaiba duritate ridicata- sa aiba o mare rezistenta la uzurasa aiba o mare rezistenta la uzura
Ele se clasifica in functie de modul de reconditionareEle se clasifica in functie de modul de reconditionare
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la aceeasi se reconditioneaza la aceeasi dimensiunedimensiune
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la o se reconditioneaza la o dimensiune superioaradimensiune superioara
- Otelurile de sculeOtelurile de scule- Otelurile rapideOtelurile rapide
-Carburile (indeosebi cele de -Carburile (indeosebi cele de wolfram)wolfram)- Diamantul- Diamantul
Se reconditioneaza prinSe reconditioneaza prin-Recoacere de inmuiereRecoacere de inmuiere-Forjare (aducere la dimensiunea dorita)Forjare (aducere la dimensiunea dorita)-Prelucrare mecanicaPrelucrare mecanica-Tratament termicTratament termic-SlefuireSlefuire
Prelucrare prin slefuire la o Prelucrare prin slefuire la o dimensiune superioaradimensiune superioara
Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului filierei aceasta se monteaza intr-o portfilierafilierei aceasta se monteaza intr-o portfiliera
1
2
3
4
5
6 7
1 filiera1 filiera2 portfiliera2 portfiliera3 materialul supus tragerii3 materialul supus tragerii4 canal de racire cu apa4 canal de racire cu apa5 batiul masinii de tras5 batiul masinii de tras6 bolt de prindere6 bolt de prindere7 cutia de lubrifiant solid7 cutia de lubrifiant solid
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Introducere
3
20 110
100
32
50
60
32
32
150
30
32
32
SubansamblePiesa
(elementul de baza a unui echipament masina utilaj aparat)
Piesa se caracterizeaza prinPiesa se caracterizeaza prin-forma-dimensiuni-precizie dimensionala si de forma-calitate a suprafetei-material
-cerinte functionale-conditii de exploatare (solicitari siguranta in functionare conditii ambientale-posibilitati de prelucrare
In funtie de cerintele impuse piesei (ce doresc sa obtin) se stabileste
-Semifabricatul de pornire (o forma primara a materialului ce sufera transformari ulterioare laminat semifabricat turnat sau forjat)-Tehnologia de fabricatie (procesul de transformare a unui material dintr-o stare in alta stare de la o forma la alta forma)
4
Sunt deopotriva importante
Cum se obtin semifabricatele laminate forjate turnate
5
O tehnologie completa de obtinere a pieselor cuprinde urmatoarele etape
MinereuPrepararea minereului
Extragere metal brut Afinare
Metale sau Aliaje
Metalurgie extractiva
Laminare Forjare Turnare
Metalurgie prelucratoare (la cald)
Produse finite Semifabricate
Prelucrari suplimentare (prin aschiere sau deformare plastica la rece)PRODUSE FINITE
Tragere
PRELUCRAREA PRIN LAMINAREPRELUCRAREA PRIN LAMINARE
6
In urma extragerii metalului brut si a afinarii lui se obtinerea metale sau aliaje in stare lichida Acestea se vor turna in lingouri
lingotiera
placa de turnare
elemente de prindere
Turnarea lingourilor se face prin
-Turnare directa-Turnare directa si cu palnie intermediara-Turnare indirecta-Turnare continua
Aceste lingouri se supun procesului de LAMINARE
7
LAMINAREA este un procedeu de deformare plastica a materialelor (la cald sau la rece) care consta in trecerea acestuia printre 2 cilindri care se rotesc in sens invers (cilindri de laminare)
So Su
α
hellip
=
Antrenarea materialului de catre cilindri se datoreaza fortelor de frecare dintre cilindri si material Apare insa si o forta de respingere Fr ce depinde de unghiul alfaConditia laminarii este ca FfrgtFr in caz contrar este nevoie de o forta de impingere Fi
FrFfrFi
Un laminor este format din-motor-reductor-caja de antrenare-caja de laminare Caja de laminare cuprinde structura laminorului si CILINDRI DE LAMINARE
8
Cilindri de laminare (sunt elementele cele mai impotante)-asigura forta necesara deformarii materialului-asigura antrenarea materialului in procesul de deformare-atribuie forma si dimensiunile semifabricatului resultat
1 2 2
3
3
1-fus de abtrenare2-fus de sprijin3-tablia (partea activa a cilindrului in acest caz tablie neteda)
9
Laminor profilat cu profil deschis Laminor profilat cu profil inchis
Prin laminare se pot obtine si tevi nesudate (dupa procedeul Manesmann) Acest procedeu utilizeaza laminoare speciale care din punct de vedere constructiv a suferit diferite modificari
FORJAREAFORJAREA
Este operatia de prelucrare prin Este operatia de prelucrare prin deformare plastica la rece sau la cald in deformare plastica la rece sau la cald in
vederea obtinerii unor semifabricatevederea obtinerii unor semifabricate
La rece TLa rece TlucrulucrultTltTrr (recristalizare) (recristalizare) La cald TLa cald TlucrulucrugtTgtTrr (recristalizare) (recristalizare)
TTrr (recristalizare)=04T (recristalizare)=04Ttoptop (K) (K)
AvantajeAvantajeNu necesita incalzireNu necesita incalzireSe obtin proprietati mai buneSe obtin proprietati mai buneMaterialul nu se oxideazaMaterialul nu se oxideaza
DezavantajeDezavantajeForta necesara procesului este mareNecesita utilaje de forta mare
AvantajeAvantajeNu necesita forte mari de deformareNu necesita utilaje de forta mare
DezavantajeDezavantajeNecesita incalzire (costuri)Materialul se oxideazaNu se poate aplica la materiale cu sectine mica
Diagrama de incalzire prelucrareDiagrama de incalzire prelucrare
T K
Ttop
Tinc
Trecr
1 2 3 4 5 6 7
8 Timpul ore
1 2 ndash etapa de incalzire a materialului3 ndash etapa de mentinere pentru omogenizarea temperaturii in material4 ndash etapa prelucrarii5 ndash reincalzirea materialului daca prelucrare nu a fost terminata6 ndash etapa mentinerii pentru o noua omogenizare a temperaturii7 ndash o noua prelucrare a materialului pentru a fi adus la forma si dimensiunile finale- etapele 5 6 7 se reiau de cate ori este nevoie- ideal ar fi ca prelucrarea sa poata avea loc intr-un singur ciclu8 ndash racirea finala a semifabricatului cu o viteza care sa-i confere proprietatile dorite
Incalzirea are loc in doua faze 1 si 2Incalzirea din prima etapa este lenta pentru a evita aparitia unor tensiuni din cauza diferentei de temperatura dintre zona exterioara si miezul materialului (materialul fiind rigid neavand o plasticitate corespunzatoare deformarii)In a doua etapa incalzirea se face rapid pentru evitarea oxidarii pronuntate a materialului si cresterea grauntilor cristalini (materialul are plasticitatea necesara deformarii sub actiunea tensiunilor interne generate de diferenta de temperatura)Incalzirea se face sub linia solidus (cu aprox 30-50 grC) pentru evitarea aparitiei unor faze lichide si a cresterii pronuntate a grauntilor sau a arderii materialului (oxidare intercristalina)
ForjareaForjareain functie de energia in functie de energia utilizata in procesul utilizata in procesul
deformariideformarii
Forjarea manualaForjarea manuala Forjarea Forjarea mecanizatamecanizata
In functie de controlul procesului de deformare
Forjare liberaForjare libera Forjare in matritaForjare in matrita
Nu se poate controla procesul deformarii
Utilizeaza scule simpleCiocaneBaroaseDaltiClesti etc
Controleaza procesul deformarii
Utilizeaza matrite care atribuie piesei forma si dimensiunile cavitatii
acesteia
LEGILE DEFORMARII PLASTICE
Legea volumului constant
Legea minimei rezistente
Legea coexistentei deformarii elastice cu cea a deformarii
plastice
La deformarea plastica volumul semifabricatului dinainte de deformare este egal cu volumul semifabricatului de dupa
deformare
Deformarea plastica a materialului are loc intotdeauna dupa directia in care intampina cea mai mica rezistenta
Deformarea elasica coexista cu deformarea plastica Deformarea elastica precede deformarea plastica
In unele situatii si la diferite materiale apar modificari de volum (neimportante) datorate unor transformari printre
care si transformari de faza insotite de aparitia unor constituienti structurali (faze) noi
OPERATII DE BAZA ALE FORJARIIOPERATII DE BAZA ALE FORJARII
Lungirea Latirea
2
1
2
1
1 ndash sabota (elementul de actiune) 2- nicovala (elementul de reactiune)
Urmareste cresterea dimensiunii longitudinale a materialului supus forjarii (in sensul lungirii) pe seama reducerii grosimii acestuia Materialul se lateste nesemnificativ in raport cu lungirea lui
Nicovala si sabota trebuie sa aiba dimensiunea minima orientata in directia lungirii
Urmareste cresterea dimensiunii transversale a materialului supus forjarii (in sensul latirii) pe
seama reducerii grosimii acestuia Materialul se lungeste nesemnificativ in raport cu latirea lui
Nicovala si sabota trebuie sa aiba dimensiunea minima orientata in directia latirii
Materialul se deplaseaza dupa directia cea mai apropiata de conturul sculei de
deformareCea mai mare cantitate de material (A) se deplaseaza catre latura mare a sculei iar
cea mai mica (B) catre latura mica a sculei
A
AB B
1
3
1
2
3
Lungirea pe dorn Latirea pe dorn
Urmareste cresterea lungimii unei tevi prin micsorarea grosimii peretelui tevii
initiale si controlul (prin intermediul dornului) a diametrului interior
Urmareste cresterea diametrului (interior si exterior) a unui inel prin
micsorarea grosimii peretelui inelului initial
1 ndash sabota 2- nicovala 3 ndash dornul
1
2
1 3
Taierea cu 2 daltiTaierea cu o dalta
1 ndash dalta 2- masa de lucru (suport) 3 ndash dalta inferioara
Urmareste impartirea semifabricatului incalzit in doua componente cu
ajutorul unei (doua) scule numita dalta
Se realizeaza in doua fazebullTaierea pe o partebullIntoarcerea materialuluibullTaierea completa cu ruperea materialului dupa fisura ldquoardquo
aa
Se realizeaza intr-o singura fazabullTaierea simultana cu doua daltibullRuperea materialului dupa fisura ldquoardquo
TAIEREA
Gaurirea
Pentru gauri mici cu dorn plin
Pentru gauri mari cu dorn tubular
Se realizeaza in doua faze1Faza de impungere2Faza de strapungere (dupa intoarcerea piesei)
Gaura fiind mica dornul nu poate fi tubular deoarece ar avea o sectiune mica si s-ar rupe
Gaura fiind mare dornul poate fi tubular deoarece are o sectiune suficient de mare
Semifabricatul rezulta bombat (umflat la mijloc) si necesita o operatie ulterioara de cilindrare
3
2
1
1-piesa2-poanson3-nicovala
Indoirea
Urmareste cresterea sectiunii transversale pe seama
micsorarii inaltimii materialului
R
R1
R1gtR aFixare Forta de indoireDupa indoire forta este inlaturata si apare relaxarea elastica ldquoardquo
Forta de indoire
Refularea
Urmareste obtinerea unor semifabricate a caror forme
copiaza un model
Dupa refulare se aplica si o operatie de cilindrare
FFSabota
Nicovala
Material
Model
FORJAREA LIBERA
FORJAREA LIBERA (manuala sau mecanizata)
Utilizeaza scule simple (ciocane baroase dalti clesti compase pentru masurare etc)
Se realizeaza ca o succesiune a operatiilor simple ale deformarii plastice
Nu poate controla procesul de deformare ca marime si directie (volumul de material deplasat si directia dupa care se deplaseaza materialul)
LA FORJAREA LIBERA
Se porneste de la desenul de executie a piesei
Se stabileste desenul piesei forjate
Se determina greutatea semifabricatului de pornire
Desenul piesei forjate difera de piesa finita atat
ca marime cat si ca forma
Ca marime-se lasa adaosuri de prelucrare pe
suprafetele ce se vor prelucra
Exista forme tehnologice (alte forme neputand a fi prelucrate prin forjare)
Cand se porneste de la lingouGsp=Gpf+Gcl+Gpl+Gpo+Gpg
Cand se porneste de la un laminat
Gsp=Gpf+Gpo+Gpg
FORME TEHNOLOGICE
bullNu se pot realiza suprafete inclinate deoarece suprafetele elementelor de actiune si de reactiune sunt orizontalebullNu se pot obtine piese cu proeminente pe amandoua partile deoarece s-ar indoi la prelucrarea prin forjare
bullFormele complexe se obtin prin indoirebullGaurile mici se prelucreaza prin aschiere deoarece ar necesita dornuri de gaurire subtiri care s-ar rupebullAlte forme complexe se descompun in forme simple ce se prelucreaza prin forjare dupa care se imbina prin sudare
OBTINEREA UNUI ARBORE COTIT SIMPLU PRIN FORJARE LIBERA
Alegerea formei si stabilirea semifabricatului de pornireForma trebuie sa fie cat mai apropiata de cea a piesei In acest caz semifabricatul din imagine
Prelucrarea prin refulare lungire si latire pentru a-l aduce la sectiunea transversala a piesei
Insemnarea cu ajutorul daltilor
Formarea capetelor prin lungire latire
Rotunjirea capetelor cu sculele speciale 1 de fasonare
Taierea capetelor la lungimea prevazuta in desen cu dalti
F
F
1
FORJAREA IN MATRITA
Forjarea in matrita este o forjare mecanizata
Permite controlul deformarii atat ca directie cat si ca volum de material
Operatiile de baza se suprapun Ele se desfasoara simultan
Se poate realiza in-matrita deschisa (are canal de bavura)-matrita inchisa
Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de dimensiuni mici (nu necesita matrita mare si utilaje de forta mare) si forma complexa dintr-o gama variata de metale si aliajeProcedeul se aplica la serii mari de fabricatie
FORJAREA IN MATRITE DESCHISE
Matrita este scula de deformare
1
2
3
5
6
4
9
7
8
1-semimatrita superioara2-semimatrita inferioara3-cavitatea semimatritei sup4-cavitatea semimatritei inf5-canalul de bavura6-canalul de refulare7-prinderea semimatritei sup8-prinderea semimatritei inf9-elemente de ghidare (stifturi)10-planul de separare
F
F
10
Conditii impuse matritelor
Suprafetele paralele cu directia forjarii sa fie usor inclinate
-Asigura o curgere mai usoara a materialului in matrita-Asigura o scoatere mai usoara a piesei din matrita
Unghiurile diedre sa fie rotunjite
-Evitarea formarii concentratorilor de tensiune si ruperea matritei-Pentru umplerea corespunzatoare a matritei (varfurile sunt spatii inguste unde materialul curge greu-Evitarea blocarii piesei in matrita
Sa aiba canal de bavura si de refulare
-Asigura indepartarea surplusului de material-Controleaza procesul de umplere
Pentru marcarea centrului gaurilor si pentru alte functii sunt prevazute proeminente
-Acestea sa nu fie subtiri pentru ca se pot rupe-Acestea sa nu fie inalte pentru a nu se rupe-Sa aiba varful ascutit pentru a favoriza curgerea materialului
Planul de separare sa fie perpendicular pe directia de actiune a fortelor
Pentru a nu genera tensiuni tangentiale care sa impiedice inchiderea corecta a matritei si a nu solicita defavorabil elementele de ghidare
Realizarea unei roti cu butuc
-Este o piesa cilindrica-Are un butuc-Prezinta o gaura ce nu poate fi realizata prin forjare fiind lunga si de diametre mic
Forma tehnologica a piesei (albastru) copiaza piesa finita dar va avea
-Adaosuri de prelucrare pe suprafetele care se vor prelucra-Suprafetele paralele cu directia forjarii vor fi inclinate-Unghiurile diedre vor fi rotunjite-Nu va prezenta zone moarte (intranduri perpendiculare pe directia forjarii-Nu va avea gauri de diametru mic (sa nu fie necesare poansoane subtiri care s-ar putea rupe in procesul forjarii)
Planul de separare intre matrite (se ia in sectiunea cea mai mare si trebie sa asigure curgerea materialului si scoaterea piesei din matrita)
Desfasurarea procesului
Determinarea greutatii si a a formei semifabricatului de pornire
Piesa fiind mica va fi realizata dintr-un semifabricat laminat Gsp=Gpf+Gpo+GbGb=aprox07Vbρ
Forma semifabricatului de pornire sa fie cat mai aproape de forma piesei forjate
Incalzirea semifabricatului
Curatirea prin suflare (cu aer comprimat) si ungerea cavitatii matritei pentru a facilita curgerea materialului in matrita si scoaterea piesei
Asezarea semifabricatului in semimatrita inferioara
1 2
3 4
DEBAVURAREA
Inlaturarea bavurii formate in timpul forjarii in matrita deschisa
La cald-cand bavura este mare si necesita forta mare de debavurare
Deoarece piesa poate rezulta deformata din cauza fortelor de deformare se face obligatoriu o calibrare
La rece-cand nu necesita forta mare de debavurare
Cel mai adesea
Consta in impingerea piesei printr-o matrita de debavurare (bavura exterioara)
Consta in taierea bavurii cu ajutorul unui poanson (bavura exterioara)
F
Matrita de debavurare fara gulerbullAre avantajul reducerii frecarii dintre piesa si matritabullAre dezavantajul ca nu poate fi reconditionata la aceeasi dimensiune
Matrita de debavurare cu gulerbullAre avantajul posibilitatii de reconditionare la aceeasi dimensiunebullAre dezavantajul frecarii dintre piesa si matrita (forta mare distrugerea calitatii suprafetei)
FORJAREA IN MATRITE INCHISE
Are avantajul obtinerii pieselor fara bavuraNu necesita debavurareNu exista pierderi de material prin bavura
Procedeu complexInstalatii complexeNu se poate aplica decat anumitor categorii de piese
Obtinerea unui bulon cu cap sferic
1 2 3
5
4
a f
bb
c
d d
FF
1-corpul matrita2-semimatrita stanga3-poanson (al 3-lea element de inchidere)4-semimatrita dreapta5-materialul supus deformarii6-cutit de taiere
6
Laminarea semifabricatelor Laminarea semifabricatelor are urmatoarele dezavantaje are urmatoarele dezavantaje
bullProcesul laminarii se desfasoara la cald si Procesul laminarii se desfasoara la cald si deci cu consum de energie maredeci cu consum de energie marebullNu se pot obtine semifabricate cu sectiune Nu se pot obtine semifabricate cu sectiune mica deoarece procesul de oxidare ar putea mica deoarece procesul de oxidare ar putea afecta intreaga masa a materialuluiafecta intreaga masa a materialuluibullNu se pot obtine semifabricate de precizie Nu se pot obtine semifabricate de precizie dimensionala si de forma ridicatadimensionala si de forma ridicata
TragereaTragerea
Este o operatie de deformare plastica la rece Este o operatie de deformare plastica la rece (cel mai adesea) care consta in trecerea (cel mai adesea) care consta in trecerea materialului prin orificiul unei scule numite materialului prin orificiul unei scule numite filiera
Prin aceasta filiera va atribui materialului forma dimensiunile si precizia corespunzatoare
Ft
1
2
3
4
5
Fr
1 Filiea1 Filiea2 Materialul supus tragerii2 Materialul supus tragerii3 Forta care actioneaza asupra 3 Forta care actioneaza asupra materialului in timpul deformariimaterialului in timpul deformarii4 Forta de deformare4 Forta de deformare5 Forta de respingere F5 Forta de respingere Frr
SS00 sectiunea initiala a materialului sectiunea initiala a materialuluiSSuu sectiunea rezultata dupa sectiunea rezultata dupa tragerea materialuluitragerea materialului
S0Su
CONDITIA TRAGERIICONDITIA TRAGERIIFFttgtFgtFrr
FFttltForta la rupere a materialului ltForta la rupere a materialului in sectiunea cea mai micain sectiunea cea mai mica
FFttltRltRmmSSuu sau F sau FttltltσσrrSSuuCOEFICIENTUL DE TRAGERECOEFICIENTUL DE TRAGERE
FilieraFiliera reprezinta scula de deformare Prin urmare are o reprezinta scula de deformare Prin urmare are o deosebita importantadeosebita importanta
1
2
36
5
4
Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si printr-un profil transversalprintr-un profil transversal
Profilul longitudinal este format dintr-o Profilul longitudinal este format dintr-o succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)1-conul de intrare (rol de protectie)1-conul de intrare (rol de protectie)2 Conul de ungere (lubrifiere)2 Conul de ungere (lubrifiere)3 Conul de deformare3 Conul de deformare4 Zona de calibrare4 Zona de calibrare5 Conul de iesire5 Conul de iesire6 Conul de protectie la iesire a filierei6 Conul de protectie la iesire a filierei
Profilul transversal este dat de zona de calibrare care Profilul transversal este dat de zona de calibrare care confera materialului geometria si dimensiunile confera materialului geometria si dimensiunile sectiunii transversale sectiunii transversale
Materialele utilizate la executarea filierei trebuie saMaterialele utilizate la executarea filierei trebuie sa- aiba duritate ridicataaiba duritate ridicata- sa aiba o mare rezistenta la uzurasa aiba o mare rezistenta la uzura
Ele se clasifica in functie de modul de reconditionareEle se clasifica in functie de modul de reconditionare
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la aceeasi se reconditioneaza la aceeasi dimensiunedimensiune
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la o se reconditioneaza la o dimensiune superioaradimensiune superioara
- Otelurile de sculeOtelurile de scule- Otelurile rapideOtelurile rapide
-Carburile (indeosebi cele de -Carburile (indeosebi cele de wolfram)wolfram)- Diamantul- Diamantul
Se reconditioneaza prinSe reconditioneaza prin-Recoacere de inmuiereRecoacere de inmuiere-Forjare (aducere la dimensiunea dorita)Forjare (aducere la dimensiunea dorita)-Prelucrare mecanicaPrelucrare mecanica-Tratament termicTratament termic-SlefuireSlefuire
Prelucrare prin slefuire la o Prelucrare prin slefuire la o dimensiune superioaradimensiune superioara
Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului filierei aceasta se monteaza intr-o portfilierafilierei aceasta se monteaza intr-o portfiliera
1
2
3
4
5
6 7
1 filiera1 filiera2 portfiliera2 portfiliera3 materialul supus tragerii3 materialul supus tragerii4 canal de racire cu apa4 canal de racire cu apa5 batiul masinii de tras5 batiul masinii de tras6 bolt de prindere6 bolt de prindere7 cutia de lubrifiant solid7 cutia de lubrifiant solid
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
In funtie de cerintele impuse piesei (ce doresc sa obtin) se stabileste
-Semifabricatul de pornire (o forma primara a materialului ce sufera transformari ulterioare laminat semifabricat turnat sau forjat)-Tehnologia de fabricatie (procesul de transformare a unui material dintr-o stare in alta stare de la o forma la alta forma)
4
Sunt deopotriva importante
Cum se obtin semifabricatele laminate forjate turnate
5
O tehnologie completa de obtinere a pieselor cuprinde urmatoarele etape
MinereuPrepararea minereului
Extragere metal brut Afinare
Metale sau Aliaje
Metalurgie extractiva
Laminare Forjare Turnare
Metalurgie prelucratoare (la cald)
Produse finite Semifabricate
Prelucrari suplimentare (prin aschiere sau deformare plastica la rece)PRODUSE FINITE
Tragere
PRELUCRAREA PRIN LAMINAREPRELUCRAREA PRIN LAMINARE
6
In urma extragerii metalului brut si a afinarii lui se obtinerea metale sau aliaje in stare lichida Acestea se vor turna in lingouri
lingotiera
placa de turnare
elemente de prindere
Turnarea lingourilor se face prin
-Turnare directa-Turnare directa si cu palnie intermediara-Turnare indirecta-Turnare continua
Aceste lingouri se supun procesului de LAMINARE
7
LAMINAREA este un procedeu de deformare plastica a materialelor (la cald sau la rece) care consta in trecerea acestuia printre 2 cilindri care se rotesc in sens invers (cilindri de laminare)
So Su
α
hellip
=
Antrenarea materialului de catre cilindri se datoreaza fortelor de frecare dintre cilindri si material Apare insa si o forta de respingere Fr ce depinde de unghiul alfaConditia laminarii este ca FfrgtFr in caz contrar este nevoie de o forta de impingere Fi
FrFfrFi
Un laminor este format din-motor-reductor-caja de antrenare-caja de laminare Caja de laminare cuprinde structura laminorului si CILINDRI DE LAMINARE
8
Cilindri de laminare (sunt elementele cele mai impotante)-asigura forta necesara deformarii materialului-asigura antrenarea materialului in procesul de deformare-atribuie forma si dimensiunile semifabricatului resultat
1 2 2
3
3
1-fus de abtrenare2-fus de sprijin3-tablia (partea activa a cilindrului in acest caz tablie neteda)
9
Laminor profilat cu profil deschis Laminor profilat cu profil inchis
Prin laminare se pot obtine si tevi nesudate (dupa procedeul Manesmann) Acest procedeu utilizeaza laminoare speciale care din punct de vedere constructiv a suferit diferite modificari
FORJAREAFORJAREA
Este operatia de prelucrare prin Este operatia de prelucrare prin deformare plastica la rece sau la cald in deformare plastica la rece sau la cald in
vederea obtinerii unor semifabricatevederea obtinerii unor semifabricate
La rece TLa rece TlucrulucrultTltTrr (recristalizare) (recristalizare) La cald TLa cald TlucrulucrugtTgtTrr (recristalizare) (recristalizare)
TTrr (recristalizare)=04T (recristalizare)=04Ttoptop (K) (K)
AvantajeAvantajeNu necesita incalzireNu necesita incalzireSe obtin proprietati mai buneSe obtin proprietati mai buneMaterialul nu se oxideazaMaterialul nu se oxideaza
DezavantajeDezavantajeForta necesara procesului este mareNecesita utilaje de forta mare
AvantajeAvantajeNu necesita forte mari de deformareNu necesita utilaje de forta mare
DezavantajeDezavantajeNecesita incalzire (costuri)Materialul se oxideazaNu se poate aplica la materiale cu sectine mica
Diagrama de incalzire prelucrareDiagrama de incalzire prelucrare
T K
Ttop
Tinc
Trecr
1 2 3 4 5 6 7
8 Timpul ore
1 2 ndash etapa de incalzire a materialului3 ndash etapa de mentinere pentru omogenizarea temperaturii in material4 ndash etapa prelucrarii5 ndash reincalzirea materialului daca prelucrare nu a fost terminata6 ndash etapa mentinerii pentru o noua omogenizare a temperaturii7 ndash o noua prelucrare a materialului pentru a fi adus la forma si dimensiunile finale- etapele 5 6 7 se reiau de cate ori este nevoie- ideal ar fi ca prelucrarea sa poata avea loc intr-un singur ciclu8 ndash racirea finala a semifabricatului cu o viteza care sa-i confere proprietatile dorite
Incalzirea are loc in doua faze 1 si 2Incalzirea din prima etapa este lenta pentru a evita aparitia unor tensiuni din cauza diferentei de temperatura dintre zona exterioara si miezul materialului (materialul fiind rigid neavand o plasticitate corespunzatoare deformarii)In a doua etapa incalzirea se face rapid pentru evitarea oxidarii pronuntate a materialului si cresterea grauntilor cristalini (materialul are plasticitatea necesara deformarii sub actiunea tensiunilor interne generate de diferenta de temperatura)Incalzirea se face sub linia solidus (cu aprox 30-50 grC) pentru evitarea aparitiei unor faze lichide si a cresterii pronuntate a grauntilor sau a arderii materialului (oxidare intercristalina)
ForjareaForjareain functie de energia in functie de energia utilizata in procesul utilizata in procesul
deformariideformarii
Forjarea manualaForjarea manuala Forjarea Forjarea mecanizatamecanizata
In functie de controlul procesului de deformare
Forjare liberaForjare libera Forjare in matritaForjare in matrita
Nu se poate controla procesul deformarii
Utilizeaza scule simpleCiocaneBaroaseDaltiClesti etc
Controleaza procesul deformarii
Utilizeaza matrite care atribuie piesei forma si dimensiunile cavitatii
acesteia
LEGILE DEFORMARII PLASTICE
Legea volumului constant
Legea minimei rezistente
Legea coexistentei deformarii elastice cu cea a deformarii
plastice
La deformarea plastica volumul semifabricatului dinainte de deformare este egal cu volumul semifabricatului de dupa
deformare
Deformarea plastica a materialului are loc intotdeauna dupa directia in care intampina cea mai mica rezistenta
Deformarea elasica coexista cu deformarea plastica Deformarea elastica precede deformarea plastica
In unele situatii si la diferite materiale apar modificari de volum (neimportante) datorate unor transformari printre
care si transformari de faza insotite de aparitia unor constituienti structurali (faze) noi
OPERATII DE BAZA ALE FORJARIIOPERATII DE BAZA ALE FORJARII
Lungirea Latirea
2
1
2
1
1 ndash sabota (elementul de actiune) 2- nicovala (elementul de reactiune)
Urmareste cresterea dimensiunii longitudinale a materialului supus forjarii (in sensul lungirii) pe seama reducerii grosimii acestuia Materialul se lateste nesemnificativ in raport cu lungirea lui
Nicovala si sabota trebuie sa aiba dimensiunea minima orientata in directia lungirii
Urmareste cresterea dimensiunii transversale a materialului supus forjarii (in sensul latirii) pe
seama reducerii grosimii acestuia Materialul se lungeste nesemnificativ in raport cu latirea lui
Nicovala si sabota trebuie sa aiba dimensiunea minima orientata in directia latirii
Materialul se deplaseaza dupa directia cea mai apropiata de conturul sculei de
deformareCea mai mare cantitate de material (A) se deplaseaza catre latura mare a sculei iar
cea mai mica (B) catre latura mica a sculei
A
AB B
1
3
1
2
3
Lungirea pe dorn Latirea pe dorn
Urmareste cresterea lungimii unei tevi prin micsorarea grosimii peretelui tevii
initiale si controlul (prin intermediul dornului) a diametrului interior
Urmareste cresterea diametrului (interior si exterior) a unui inel prin
micsorarea grosimii peretelui inelului initial
1 ndash sabota 2- nicovala 3 ndash dornul
1
2
1 3
Taierea cu 2 daltiTaierea cu o dalta
1 ndash dalta 2- masa de lucru (suport) 3 ndash dalta inferioara
Urmareste impartirea semifabricatului incalzit in doua componente cu
ajutorul unei (doua) scule numita dalta
Se realizeaza in doua fazebullTaierea pe o partebullIntoarcerea materialuluibullTaierea completa cu ruperea materialului dupa fisura ldquoardquo
aa
Se realizeaza intr-o singura fazabullTaierea simultana cu doua daltibullRuperea materialului dupa fisura ldquoardquo
TAIEREA
Gaurirea
Pentru gauri mici cu dorn plin
Pentru gauri mari cu dorn tubular
Se realizeaza in doua faze1Faza de impungere2Faza de strapungere (dupa intoarcerea piesei)
Gaura fiind mica dornul nu poate fi tubular deoarece ar avea o sectiune mica si s-ar rupe
Gaura fiind mare dornul poate fi tubular deoarece are o sectiune suficient de mare
Semifabricatul rezulta bombat (umflat la mijloc) si necesita o operatie ulterioara de cilindrare
3
2
1
1-piesa2-poanson3-nicovala
Indoirea
Urmareste cresterea sectiunii transversale pe seama
micsorarii inaltimii materialului
R
R1
R1gtR aFixare Forta de indoireDupa indoire forta este inlaturata si apare relaxarea elastica ldquoardquo
Forta de indoire
Refularea
Urmareste obtinerea unor semifabricate a caror forme
copiaza un model
Dupa refulare se aplica si o operatie de cilindrare
FFSabota
Nicovala
Material
Model
FORJAREA LIBERA
FORJAREA LIBERA (manuala sau mecanizata)
Utilizeaza scule simple (ciocane baroase dalti clesti compase pentru masurare etc)
Se realizeaza ca o succesiune a operatiilor simple ale deformarii plastice
Nu poate controla procesul de deformare ca marime si directie (volumul de material deplasat si directia dupa care se deplaseaza materialul)
LA FORJAREA LIBERA
Se porneste de la desenul de executie a piesei
Se stabileste desenul piesei forjate
Se determina greutatea semifabricatului de pornire
Desenul piesei forjate difera de piesa finita atat
ca marime cat si ca forma
Ca marime-se lasa adaosuri de prelucrare pe
suprafetele ce se vor prelucra
Exista forme tehnologice (alte forme neputand a fi prelucrate prin forjare)
Cand se porneste de la lingouGsp=Gpf+Gcl+Gpl+Gpo+Gpg
Cand se porneste de la un laminat
Gsp=Gpf+Gpo+Gpg
FORME TEHNOLOGICE
bullNu se pot realiza suprafete inclinate deoarece suprafetele elementelor de actiune si de reactiune sunt orizontalebullNu se pot obtine piese cu proeminente pe amandoua partile deoarece s-ar indoi la prelucrarea prin forjare
bullFormele complexe se obtin prin indoirebullGaurile mici se prelucreaza prin aschiere deoarece ar necesita dornuri de gaurire subtiri care s-ar rupebullAlte forme complexe se descompun in forme simple ce se prelucreaza prin forjare dupa care se imbina prin sudare
OBTINEREA UNUI ARBORE COTIT SIMPLU PRIN FORJARE LIBERA
Alegerea formei si stabilirea semifabricatului de pornireForma trebuie sa fie cat mai apropiata de cea a piesei In acest caz semifabricatul din imagine
Prelucrarea prin refulare lungire si latire pentru a-l aduce la sectiunea transversala a piesei
Insemnarea cu ajutorul daltilor
Formarea capetelor prin lungire latire
Rotunjirea capetelor cu sculele speciale 1 de fasonare
Taierea capetelor la lungimea prevazuta in desen cu dalti
F
F
1
FORJAREA IN MATRITA
Forjarea in matrita este o forjare mecanizata
Permite controlul deformarii atat ca directie cat si ca volum de material
Operatiile de baza se suprapun Ele se desfasoara simultan
Se poate realiza in-matrita deschisa (are canal de bavura)-matrita inchisa
Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de dimensiuni mici (nu necesita matrita mare si utilaje de forta mare) si forma complexa dintr-o gama variata de metale si aliajeProcedeul se aplica la serii mari de fabricatie
FORJAREA IN MATRITE DESCHISE
Matrita este scula de deformare
1
2
3
5
6
4
9
7
8
1-semimatrita superioara2-semimatrita inferioara3-cavitatea semimatritei sup4-cavitatea semimatritei inf5-canalul de bavura6-canalul de refulare7-prinderea semimatritei sup8-prinderea semimatritei inf9-elemente de ghidare (stifturi)10-planul de separare
F
F
10
Conditii impuse matritelor
Suprafetele paralele cu directia forjarii sa fie usor inclinate
-Asigura o curgere mai usoara a materialului in matrita-Asigura o scoatere mai usoara a piesei din matrita
Unghiurile diedre sa fie rotunjite
-Evitarea formarii concentratorilor de tensiune si ruperea matritei-Pentru umplerea corespunzatoare a matritei (varfurile sunt spatii inguste unde materialul curge greu-Evitarea blocarii piesei in matrita
Sa aiba canal de bavura si de refulare
-Asigura indepartarea surplusului de material-Controleaza procesul de umplere
Pentru marcarea centrului gaurilor si pentru alte functii sunt prevazute proeminente
-Acestea sa nu fie subtiri pentru ca se pot rupe-Acestea sa nu fie inalte pentru a nu se rupe-Sa aiba varful ascutit pentru a favoriza curgerea materialului
Planul de separare sa fie perpendicular pe directia de actiune a fortelor
Pentru a nu genera tensiuni tangentiale care sa impiedice inchiderea corecta a matritei si a nu solicita defavorabil elementele de ghidare
Realizarea unei roti cu butuc
-Este o piesa cilindrica-Are un butuc-Prezinta o gaura ce nu poate fi realizata prin forjare fiind lunga si de diametre mic
Forma tehnologica a piesei (albastru) copiaza piesa finita dar va avea
-Adaosuri de prelucrare pe suprafetele care se vor prelucra-Suprafetele paralele cu directia forjarii vor fi inclinate-Unghiurile diedre vor fi rotunjite-Nu va prezenta zone moarte (intranduri perpendiculare pe directia forjarii-Nu va avea gauri de diametru mic (sa nu fie necesare poansoane subtiri care s-ar putea rupe in procesul forjarii)
Planul de separare intre matrite (se ia in sectiunea cea mai mare si trebie sa asigure curgerea materialului si scoaterea piesei din matrita)
Desfasurarea procesului
Determinarea greutatii si a a formei semifabricatului de pornire
Piesa fiind mica va fi realizata dintr-un semifabricat laminat Gsp=Gpf+Gpo+GbGb=aprox07Vbρ
Forma semifabricatului de pornire sa fie cat mai aproape de forma piesei forjate
Incalzirea semifabricatului
Curatirea prin suflare (cu aer comprimat) si ungerea cavitatii matritei pentru a facilita curgerea materialului in matrita si scoaterea piesei
Asezarea semifabricatului in semimatrita inferioara
1 2
3 4
DEBAVURAREA
Inlaturarea bavurii formate in timpul forjarii in matrita deschisa
La cald-cand bavura este mare si necesita forta mare de debavurare
Deoarece piesa poate rezulta deformata din cauza fortelor de deformare se face obligatoriu o calibrare
La rece-cand nu necesita forta mare de debavurare
Cel mai adesea
Consta in impingerea piesei printr-o matrita de debavurare (bavura exterioara)
Consta in taierea bavurii cu ajutorul unui poanson (bavura exterioara)
F
Matrita de debavurare fara gulerbullAre avantajul reducerii frecarii dintre piesa si matritabullAre dezavantajul ca nu poate fi reconditionata la aceeasi dimensiune
Matrita de debavurare cu gulerbullAre avantajul posibilitatii de reconditionare la aceeasi dimensiunebullAre dezavantajul frecarii dintre piesa si matrita (forta mare distrugerea calitatii suprafetei)
FORJAREA IN MATRITE INCHISE
Are avantajul obtinerii pieselor fara bavuraNu necesita debavurareNu exista pierderi de material prin bavura
Procedeu complexInstalatii complexeNu se poate aplica decat anumitor categorii de piese
Obtinerea unui bulon cu cap sferic
1 2 3
5
4
a f
bb
c
d d
FF
1-corpul matrita2-semimatrita stanga3-poanson (al 3-lea element de inchidere)4-semimatrita dreapta5-materialul supus deformarii6-cutit de taiere
6
Laminarea semifabricatelor Laminarea semifabricatelor are urmatoarele dezavantaje are urmatoarele dezavantaje
bullProcesul laminarii se desfasoara la cald si Procesul laminarii se desfasoara la cald si deci cu consum de energie maredeci cu consum de energie marebullNu se pot obtine semifabricate cu sectiune Nu se pot obtine semifabricate cu sectiune mica deoarece procesul de oxidare ar putea mica deoarece procesul de oxidare ar putea afecta intreaga masa a materialuluiafecta intreaga masa a materialuluibullNu se pot obtine semifabricate de precizie Nu se pot obtine semifabricate de precizie dimensionala si de forma ridicatadimensionala si de forma ridicata
TragereaTragerea
Este o operatie de deformare plastica la rece Este o operatie de deformare plastica la rece (cel mai adesea) care consta in trecerea (cel mai adesea) care consta in trecerea materialului prin orificiul unei scule numite materialului prin orificiul unei scule numite filiera
Prin aceasta filiera va atribui materialului forma dimensiunile si precizia corespunzatoare
Ft
1
2
3
4
5
Fr
1 Filiea1 Filiea2 Materialul supus tragerii2 Materialul supus tragerii3 Forta care actioneaza asupra 3 Forta care actioneaza asupra materialului in timpul deformariimaterialului in timpul deformarii4 Forta de deformare4 Forta de deformare5 Forta de respingere F5 Forta de respingere Frr
SS00 sectiunea initiala a materialului sectiunea initiala a materialuluiSSuu sectiunea rezultata dupa sectiunea rezultata dupa tragerea materialuluitragerea materialului
S0Su
CONDITIA TRAGERIICONDITIA TRAGERIIFFttgtFgtFrr
FFttltForta la rupere a materialului ltForta la rupere a materialului in sectiunea cea mai micain sectiunea cea mai mica
FFttltRltRmmSSuu sau F sau FttltltσσrrSSuuCOEFICIENTUL DE TRAGERECOEFICIENTUL DE TRAGERE
FilieraFiliera reprezinta scula de deformare Prin urmare are o reprezinta scula de deformare Prin urmare are o deosebita importantadeosebita importanta
1
2
36
5
4
Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si printr-un profil transversalprintr-un profil transversal
Profilul longitudinal este format dintr-o Profilul longitudinal este format dintr-o succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)1-conul de intrare (rol de protectie)1-conul de intrare (rol de protectie)2 Conul de ungere (lubrifiere)2 Conul de ungere (lubrifiere)3 Conul de deformare3 Conul de deformare4 Zona de calibrare4 Zona de calibrare5 Conul de iesire5 Conul de iesire6 Conul de protectie la iesire a filierei6 Conul de protectie la iesire a filierei
Profilul transversal este dat de zona de calibrare care Profilul transversal este dat de zona de calibrare care confera materialului geometria si dimensiunile confera materialului geometria si dimensiunile sectiunii transversale sectiunii transversale
Materialele utilizate la executarea filierei trebuie saMaterialele utilizate la executarea filierei trebuie sa- aiba duritate ridicataaiba duritate ridicata- sa aiba o mare rezistenta la uzurasa aiba o mare rezistenta la uzura
Ele se clasifica in functie de modul de reconditionareEle se clasifica in functie de modul de reconditionare
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la aceeasi se reconditioneaza la aceeasi dimensiunedimensiune
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la o se reconditioneaza la o dimensiune superioaradimensiune superioara
- Otelurile de sculeOtelurile de scule- Otelurile rapideOtelurile rapide
-Carburile (indeosebi cele de -Carburile (indeosebi cele de wolfram)wolfram)- Diamantul- Diamantul
Se reconditioneaza prinSe reconditioneaza prin-Recoacere de inmuiereRecoacere de inmuiere-Forjare (aducere la dimensiunea dorita)Forjare (aducere la dimensiunea dorita)-Prelucrare mecanicaPrelucrare mecanica-Tratament termicTratament termic-SlefuireSlefuire
Prelucrare prin slefuire la o Prelucrare prin slefuire la o dimensiune superioaradimensiune superioara
Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului filierei aceasta se monteaza intr-o portfilierafilierei aceasta se monteaza intr-o portfiliera
1
2
3
4
5
6 7
1 filiera1 filiera2 portfiliera2 portfiliera3 materialul supus tragerii3 materialul supus tragerii4 canal de racire cu apa4 canal de racire cu apa5 batiul masinii de tras5 batiul masinii de tras6 bolt de prindere6 bolt de prindere7 cutia de lubrifiant solid7 cutia de lubrifiant solid
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
5
O tehnologie completa de obtinere a pieselor cuprinde urmatoarele etape
MinereuPrepararea minereului
Extragere metal brut Afinare
Metale sau Aliaje
Metalurgie extractiva
Laminare Forjare Turnare
Metalurgie prelucratoare (la cald)
Produse finite Semifabricate
Prelucrari suplimentare (prin aschiere sau deformare plastica la rece)PRODUSE FINITE
Tragere
PRELUCRAREA PRIN LAMINAREPRELUCRAREA PRIN LAMINARE
6
In urma extragerii metalului brut si a afinarii lui se obtinerea metale sau aliaje in stare lichida Acestea se vor turna in lingouri
lingotiera
placa de turnare
elemente de prindere
Turnarea lingourilor se face prin
-Turnare directa-Turnare directa si cu palnie intermediara-Turnare indirecta-Turnare continua
Aceste lingouri se supun procesului de LAMINARE
7
LAMINAREA este un procedeu de deformare plastica a materialelor (la cald sau la rece) care consta in trecerea acestuia printre 2 cilindri care se rotesc in sens invers (cilindri de laminare)
So Su
α
hellip
=
Antrenarea materialului de catre cilindri se datoreaza fortelor de frecare dintre cilindri si material Apare insa si o forta de respingere Fr ce depinde de unghiul alfaConditia laminarii este ca FfrgtFr in caz contrar este nevoie de o forta de impingere Fi
FrFfrFi
Un laminor este format din-motor-reductor-caja de antrenare-caja de laminare Caja de laminare cuprinde structura laminorului si CILINDRI DE LAMINARE
8
Cilindri de laminare (sunt elementele cele mai impotante)-asigura forta necesara deformarii materialului-asigura antrenarea materialului in procesul de deformare-atribuie forma si dimensiunile semifabricatului resultat
1 2 2
3
3
1-fus de abtrenare2-fus de sprijin3-tablia (partea activa a cilindrului in acest caz tablie neteda)
9
Laminor profilat cu profil deschis Laminor profilat cu profil inchis
Prin laminare se pot obtine si tevi nesudate (dupa procedeul Manesmann) Acest procedeu utilizeaza laminoare speciale care din punct de vedere constructiv a suferit diferite modificari
FORJAREAFORJAREA
Este operatia de prelucrare prin Este operatia de prelucrare prin deformare plastica la rece sau la cald in deformare plastica la rece sau la cald in
vederea obtinerii unor semifabricatevederea obtinerii unor semifabricate
La rece TLa rece TlucrulucrultTltTrr (recristalizare) (recristalizare) La cald TLa cald TlucrulucrugtTgtTrr (recristalizare) (recristalizare)
TTrr (recristalizare)=04T (recristalizare)=04Ttoptop (K) (K)
AvantajeAvantajeNu necesita incalzireNu necesita incalzireSe obtin proprietati mai buneSe obtin proprietati mai buneMaterialul nu se oxideazaMaterialul nu se oxideaza
DezavantajeDezavantajeForta necesara procesului este mareNecesita utilaje de forta mare
AvantajeAvantajeNu necesita forte mari de deformareNu necesita utilaje de forta mare
DezavantajeDezavantajeNecesita incalzire (costuri)Materialul se oxideazaNu se poate aplica la materiale cu sectine mica
Diagrama de incalzire prelucrareDiagrama de incalzire prelucrare
T K
Ttop
Tinc
Trecr
1 2 3 4 5 6 7
8 Timpul ore
1 2 ndash etapa de incalzire a materialului3 ndash etapa de mentinere pentru omogenizarea temperaturii in material4 ndash etapa prelucrarii5 ndash reincalzirea materialului daca prelucrare nu a fost terminata6 ndash etapa mentinerii pentru o noua omogenizare a temperaturii7 ndash o noua prelucrare a materialului pentru a fi adus la forma si dimensiunile finale- etapele 5 6 7 se reiau de cate ori este nevoie- ideal ar fi ca prelucrarea sa poata avea loc intr-un singur ciclu8 ndash racirea finala a semifabricatului cu o viteza care sa-i confere proprietatile dorite
Incalzirea are loc in doua faze 1 si 2Incalzirea din prima etapa este lenta pentru a evita aparitia unor tensiuni din cauza diferentei de temperatura dintre zona exterioara si miezul materialului (materialul fiind rigid neavand o plasticitate corespunzatoare deformarii)In a doua etapa incalzirea se face rapid pentru evitarea oxidarii pronuntate a materialului si cresterea grauntilor cristalini (materialul are plasticitatea necesara deformarii sub actiunea tensiunilor interne generate de diferenta de temperatura)Incalzirea se face sub linia solidus (cu aprox 30-50 grC) pentru evitarea aparitiei unor faze lichide si a cresterii pronuntate a grauntilor sau a arderii materialului (oxidare intercristalina)
ForjareaForjareain functie de energia in functie de energia utilizata in procesul utilizata in procesul
deformariideformarii
Forjarea manualaForjarea manuala Forjarea Forjarea mecanizatamecanizata
In functie de controlul procesului de deformare
Forjare liberaForjare libera Forjare in matritaForjare in matrita
Nu se poate controla procesul deformarii
Utilizeaza scule simpleCiocaneBaroaseDaltiClesti etc
Controleaza procesul deformarii
Utilizeaza matrite care atribuie piesei forma si dimensiunile cavitatii
acesteia
LEGILE DEFORMARII PLASTICE
Legea volumului constant
Legea minimei rezistente
Legea coexistentei deformarii elastice cu cea a deformarii
plastice
La deformarea plastica volumul semifabricatului dinainte de deformare este egal cu volumul semifabricatului de dupa
deformare
Deformarea plastica a materialului are loc intotdeauna dupa directia in care intampina cea mai mica rezistenta
Deformarea elasica coexista cu deformarea plastica Deformarea elastica precede deformarea plastica
In unele situatii si la diferite materiale apar modificari de volum (neimportante) datorate unor transformari printre
care si transformari de faza insotite de aparitia unor constituienti structurali (faze) noi
OPERATII DE BAZA ALE FORJARIIOPERATII DE BAZA ALE FORJARII
Lungirea Latirea
2
1
2
1
1 ndash sabota (elementul de actiune) 2- nicovala (elementul de reactiune)
Urmareste cresterea dimensiunii longitudinale a materialului supus forjarii (in sensul lungirii) pe seama reducerii grosimii acestuia Materialul se lateste nesemnificativ in raport cu lungirea lui
Nicovala si sabota trebuie sa aiba dimensiunea minima orientata in directia lungirii
Urmareste cresterea dimensiunii transversale a materialului supus forjarii (in sensul latirii) pe
seama reducerii grosimii acestuia Materialul se lungeste nesemnificativ in raport cu latirea lui
Nicovala si sabota trebuie sa aiba dimensiunea minima orientata in directia latirii
Materialul se deplaseaza dupa directia cea mai apropiata de conturul sculei de
deformareCea mai mare cantitate de material (A) se deplaseaza catre latura mare a sculei iar
cea mai mica (B) catre latura mica a sculei
A
AB B
1
3
1
2
3
Lungirea pe dorn Latirea pe dorn
Urmareste cresterea lungimii unei tevi prin micsorarea grosimii peretelui tevii
initiale si controlul (prin intermediul dornului) a diametrului interior
Urmareste cresterea diametrului (interior si exterior) a unui inel prin
micsorarea grosimii peretelui inelului initial
1 ndash sabota 2- nicovala 3 ndash dornul
1
2
1 3
Taierea cu 2 daltiTaierea cu o dalta
1 ndash dalta 2- masa de lucru (suport) 3 ndash dalta inferioara
Urmareste impartirea semifabricatului incalzit in doua componente cu
ajutorul unei (doua) scule numita dalta
Se realizeaza in doua fazebullTaierea pe o partebullIntoarcerea materialuluibullTaierea completa cu ruperea materialului dupa fisura ldquoardquo
aa
Se realizeaza intr-o singura fazabullTaierea simultana cu doua daltibullRuperea materialului dupa fisura ldquoardquo
TAIEREA
Gaurirea
Pentru gauri mici cu dorn plin
Pentru gauri mari cu dorn tubular
Se realizeaza in doua faze1Faza de impungere2Faza de strapungere (dupa intoarcerea piesei)
Gaura fiind mica dornul nu poate fi tubular deoarece ar avea o sectiune mica si s-ar rupe
Gaura fiind mare dornul poate fi tubular deoarece are o sectiune suficient de mare
Semifabricatul rezulta bombat (umflat la mijloc) si necesita o operatie ulterioara de cilindrare
3
2
1
1-piesa2-poanson3-nicovala
Indoirea
Urmareste cresterea sectiunii transversale pe seama
micsorarii inaltimii materialului
R
R1
R1gtR aFixare Forta de indoireDupa indoire forta este inlaturata si apare relaxarea elastica ldquoardquo
Forta de indoire
Refularea
Urmareste obtinerea unor semifabricate a caror forme
copiaza un model
Dupa refulare se aplica si o operatie de cilindrare
FFSabota
Nicovala
Material
Model
FORJAREA LIBERA
FORJAREA LIBERA (manuala sau mecanizata)
Utilizeaza scule simple (ciocane baroase dalti clesti compase pentru masurare etc)
Se realizeaza ca o succesiune a operatiilor simple ale deformarii plastice
Nu poate controla procesul de deformare ca marime si directie (volumul de material deplasat si directia dupa care se deplaseaza materialul)
LA FORJAREA LIBERA
Se porneste de la desenul de executie a piesei
Se stabileste desenul piesei forjate
Se determina greutatea semifabricatului de pornire
Desenul piesei forjate difera de piesa finita atat
ca marime cat si ca forma
Ca marime-se lasa adaosuri de prelucrare pe
suprafetele ce se vor prelucra
Exista forme tehnologice (alte forme neputand a fi prelucrate prin forjare)
Cand se porneste de la lingouGsp=Gpf+Gcl+Gpl+Gpo+Gpg
Cand se porneste de la un laminat
Gsp=Gpf+Gpo+Gpg
FORME TEHNOLOGICE
bullNu se pot realiza suprafete inclinate deoarece suprafetele elementelor de actiune si de reactiune sunt orizontalebullNu se pot obtine piese cu proeminente pe amandoua partile deoarece s-ar indoi la prelucrarea prin forjare
bullFormele complexe se obtin prin indoirebullGaurile mici se prelucreaza prin aschiere deoarece ar necesita dornuri de gaurire subtiri care s-ar rupebullAlte forme complexe se descompun in forme simple ce se prelucreaza prin forjare dupa care se imbina prin sudare
OBTINEREA UNUI ARBORE COTIT SIMPLU PRIN FORJARE LIBERA
Alegerea formei si stabilirea semifabricatului de pornireForma trebuie sa fie cat mai apropiata de cea a piesei In acest caz semifabricatul din imagine
Prelucrarea prin refulare lungire si latire pentru a-l aduce la sectiunea transversala a piesei
Insemnarea cu ajutorul daltilor
Formarea capetelor prin lungire latire
Rotunjirea capetelor cu sculele speciale 1 de fasonare
Taierea capetelor la lungimea prevazuta in desen cu dalti
F
F
1
FORJAREA IN MATRITA
Forjarea in matrita este o forjare mecanizata
Permite controlul deformarii atat ca directie cat si ca volum de material
Operatiile de baza se suprapun Ele se desfasoara simultan
Se poate realiza in-matrita deschisa (are canal de bavura)-matrita inchisa
Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de dimensiuni mici (nu necesita matrita mare si utilaje de forta mare) si forma complexa dintr-o gama variata de metale si aliajeProcedeul se aplica la serii mari de fabricatie
FORJAREA IN MATRITE DESCHISE
Matrita este scula de deformare
1
2
3
5
6
4
9
7
8
1-semimatrita superioara2-semimatrita inferioara3-cavitatea semimatritei sup4-cavitatea semimatritei inf5-canalul de bavura6-canalul de refulare7-prinderea semimatritei sup8-prinderea semimatritei inf9-elemente de ghidare (stifturi)10-planul de separare
F
F
10
Conditii impuse matritelor
Suprafetele paralele cu directia forjarii sa fie usor inclinate
-Asigura o curgere mai usoara a materialului in matrita-Asigura o scoatere mai usoara a piesei din matrita
Unghiurile diedre sa fie rotunjite
-Evitarea formarii concentratorilor de tensiune si ruperea matritei-Pentru umplerea corespunzatoare a matritei (varfurile sunt spatii inguste unde materialul curge greu-Evitarea blocarii piesei in matrita
Sa aiba canal de bavura si de refulare
-Asigura indepartarea surplusului de material-Controleaza procesul de umplere
Pentru marcarea centrului gaurilor si pentru alte functii sunt prevazute proeminente
-Acestea sa nu fie subtiri pentru ca se pot rupe-Acestea sa nu fie inalte pentru a nu se rupe-Sa aiba varful ascutit pentru a favoriza curgerea materialului
Planul de separare sa fie perpendicular pe directia de actiune a fortelor
Pentru a nu genera tensiuni tangentiale care sa impiedice inchiderea corecta a matritei si a nu solicita defavorabil elementele de ghidare
Realizarea unei roti cu butuc
-Este o piesa cilindrica-Are un butuc-Prezinta o gaura ce nu poate fi realizata prin forjare fiind lunga si de diametre mic
Forma tehnologica a piesei (albastru) copiaza piesa finita dar va avea
-Adaosuri de prelucrare pe suprafetele care se vor prelucra-Suprafetele paralele cu directia forjarii vor fi inclinate-Unghiurile diedre vor fi rotunjite-Nu va prezenta zone moarte (intranduri perpendiculare pe directia forjarii-Nu va avea gauri de diametru mic (sa nu fie necesare poansoane subtiri care s-ar putea rupe in procesul forjarii)
Planul de separare intre matrite (se ia in sectiunea cea mai mare si trebie sa asigure curgerea materialului si scoaterea piesei din matrita)
Desfasurarea procesului
Determinarea greutatii si a a formei semifabricatului de pornire
Piesa fiind mica va fi realizata dintr-un semifabricat laminat Gsp=Gpf+Gpo+GbGb=aprox07Vbρ
Forma semifabricatului de pornire sa fie cat mai aproape de forma piesei forjate
Incalzirea semifabricatului
Curatirea prin suflare (cu aer comprimat) si ungerea cavitatii matritei pentru a facilita curgerea materialului in matrita si scoaterea piesei
Asezarea semifabricatului in semimatrita inferioara
1 2
3 4
DEBAVURAREA
Inlaturarea bavurii formate in timpul forjarii in matrita deschisa
La cald-cand bavura este mare si necesita forta mare de debavurare
Deoarece piesa poate rezulta deformata din cauza fortelor de deformare se face obligatoriu o calibrare
La rece-cand nu necesita forta mare de debavurare
Cel mai adesea
Consta in impingerea piesei printr-o matrita de debavurare (bavura exterioara)
Consta in taierea bavurii cu ajutorul unui poanson (bavura exterioara)
F
Matrita de debavurare fara gulerbullAre avantajul reducerii frecarii dintre piesa si matritabullAre dezavantajul ca nu poate fi reconditionata la aceeasi dimensiune
Matrita de debavurare cu gulerbullAre avantajul posibilitatii de reconditionare la aceeasi dimensiunebullAre dezavantajul frecarii dintre piesa si matrita (forta mare distrugerea calitatii suprafetei)
FORJAREA IN MATRITE INCHISE
Are avantajul obtinerii pieselor fara bavuraNu necesita debavurareNu exista pierderi de material prin bavura
Procedeu complexInstalatii complexeNu se poate aplica decat anumitor categorii de piese
Obtinerea unui bulon cu cap sferic
1 2 3
5
4
a f
bb
c
d d
FF
1-corpul matrita2-semimatrita stanga3-poanson (al 3-lea element de inchidere)4-semimatrita dreapta5-materialul supus deformarii6-cutit de taiere
6
Laminarea semifabricatelor Laminarea semifabricatelor are urmatoarele dezavantaje are urmatoarele dezavantaje
bullProcesul laminarii se desfasoara la cald si Procesul laminarii se desfasoara la cald si deci cu consum de energie maredeci cu consum de energie marebullNu se pot obtine semifabricate cu sectiune Nu se pot obtine semifabricate cu sectiune mica deoarece procesul de oxidare ar putea mica deoarece procesul de oxidare ar putea afecta intreaga masa a materialuluiafecta intreaga masa a materialuluibullNu se pot obtine semifabricate de precizie Nu se pot obtine semifabricate de precizie dimensionala si de forma ridicatadimensionala si de forma ridicata
TragereaTragerea
Este o operatie de deformare plastica la rece Este o operatie de deformare plastica la rece (cel mai adesea) care consta in trecerea (cel mai adesea) care consta in trecerea materialului prin orificiul unei scule numite materialului prin orificiul unei scule numite filiera
Prin aceasta filiera va atribui materialului forma dimensiunile si precizia corespunzatoare
Ft
1
2
3
4
5
Fr
1 Filiea1 Filiea2 Materialul supus tragerii2 Materialul supus tragerii3 Forta care actioneaza asupra 3 Forta care actioneaza asupra materialului in timpul deformariimaterialului in timpul deformarii4 Forta de deformare4 Forta de deformare5 Forta de respingere F5 Forta de respingere Frr
SS00 sectiunea initiala a materialului sectiunea initiala a materialuluiSSuu sectiunea rezultata dupa sectiunea rezultata dupa tragerea materialuluitragerea materialului
S0Su
CONDITIA TRAGERIICONDITIA TRAGERIIFFttgtFgtFrr
FFttltForta la rupere a materialului ltForta la rupere a materialului in sectiunea cea mai micain sectiunea cea mai mica
FFttltRltRmmSSuu sau F sau FttltltσσrrSSuuCOEFICIENTUL DE TRAGERECOEFICIENTUL DE TRAGERE
FilieraFiliera reprezinta scula de deformare Prin urmare are o reprezinta scula de deformare Prin urmare are o deosebita importantadeosebita importanta
1
2
36
5
4
Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si printr-un profil transversalprintr-un profil transversal
Profilul longitudinal este format dintr-o Profilul longitudinal este format dintr-o succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)1-conul de intrare (rol de protectie)1-conul de intrare (rol de protectie)2 Conul de ungere (lubrifiere)2 Conul de ungere (lubrifiere)3 Conul de deformare3 Conul de deformare4 Zona de calibrare4 Zona de calibrare5 Conul de iesire5 Conul de iesire6 Conul de protectie la iesire a filierei6 Conul de protectie la iesire a filierei
Profilul transversal este dat de zona de calibrare care Profilul transversal este dat de zona de calibrare care confera materialului geometria si dimensiunile confera materialului geometria si dimensiunile sectiunii transversale sectiunii transversale
Materialele utilizate la executarea filierei trebuie saMaterialele utilizate la executarea filierei trebuie sa- aiba duritate ridicataaiba duritate ridicata- sa aiba o mare rezistenta la uzurasa aiba o mare rezistenta la uzura
Ele se clasifica in functie de modul de reconditionareEle se clasifica in functie de modul de reconditionare
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la aceeasi se reconditioneaza la aceeasi dimensiunedimensiune
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la o se reconditioneaza la o dimensiune superioaradimensiune superioara
- Otelurile de sculeOtelurile de scule- Otelurile rapideOtelurile rapide
-Carburile (indeosebi cele de -Carburile (indeosebi cele de wolfram)wolfram)- Diamantul- Diamantul
Se reconditioneaza prinSe reconditioneaza prin-Recoacere de inmuiereRecoacere de inmuiere-Forjare (aducere la dimensiunea dorita)Forjare (aducere la dimensiunea dorita)-Prelucrare mecanicaPrelucrare mecanica-Tratament termicTratament termic-SlefuireSlefuire
Prelucrare prin slefuire la o Prelucrare prin slefuire la o dimensiune superioaradimensiune superioara
Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului filierei aceasta se monteaza intr-o portfilierafilierei aceasta se monteaza intr-o portfiliera
1
2
3
4
5
6 7
1 filiera1 filiera2 portfiliera2 portfiliera3 materialul supus tragerii3 materialul supus tragerii4 canal de racire cu apa4 canal de racire cu apa5 batiul masinii de tras5 batiul masinii de tras6 bolt de prindere6 bolt de prindere7 cutia de lubrifiant solid7 cutia de lubrifiant solid
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
PRELUCRAREA PRIN LAMINAREPRELUCRAREA PRIN LAMINARE
6
In urma extragerii metalului brut si a afinarii lui se obtinerea metale sau aliaje in stare lichida Acestea se vor turna in lingouri
lingotiera
placa de turnare
elemente de prindere
Turnarea lingourilor se face prin
-Turnare directa-Turnare directa si cu palnie intermediara-Turnare indirecta-Turnare continua
Aceste lingouri se supun procesului de LAMINARE
7
LAMINAREA este un procedeu de deformare plastica a materialelor (la cald sau la rece) care consta in trecerea acestuia printre 2 cilindri care se rotesc in sens invers (cilindri de laminare)
So Su
α
hellip
=
Antrenarea materialului de catre cilindri se datoreaza fortelor de frecare dintre cilindri si material Apare insa si o forta de respingere Fr ce depinde de unghiul alfaConditia laminarii este ca FfrgtFr in caz contrar este nevoie de o forta de impingere Fi
FrFfrFi
Un laminor este format din-motor-reductor-caja de antrenare-caja de laminare Caja de laminare cuprinde structura laminorului si CILINDRI DE LAMINARE
8
Cilindri de laminare (sunt elementele cele mai impotante)-asigura forta necesara deformarii materialului-asigura antrenarea materialului in procesul de deformare-atribuie forma si dimensiunile semifabricatului resultat
1 2 2
3
3
1-fus de abtrenare2-fus de sprijin3-tablia (partea activa a cilindrului in acest caz tablie neteda)
9
Laminor profilat cu profil deschis Laminor profilat cu profil inchis
Prin laminare se pot obtine si tevi nesudate (dupa procedeul Manesmann) Acest procedeu utilizeaza laminoare speciale care din punct de vedere constructiv a suferit diferite modificari
FORJAREAFORJAREA
Este operatia de prelucrare prin Este operatia de prelucrare prin deformare plastica la rece sau la cald in deformare plastica la rece sau la cald in
vederea obtinerii unor semifabricatevederea obtinerii unor semifabricate
La rece TLa rece TlucrulucrultTltTrr (recristalizare) (recristalizare) La cald TLa cald TlucrulucrugtTgtTrr (recristalizare) (recristalizare)
TTrr (recristalizare)=04T (recristalizare)=04Ttoptop (K) (K)
AvantajeAvantajeNu necesita incalzireNu necesita incalzireSe obtin proprietati mai buneSe obtin proprietati mai buneMaterialul nu se oxideazaMaterialul nu se oxideaza
DezavantajeDezavantajeForta necesara procesului este mareNecesita utilaje de forta mare
AvantajeAvantajeNu necesita forte mari de deformareNu necesita utilaje de forta mare
DezavantajeDezavantajeNecesita incalzire (costuri)Materialul se oxideazaNu se poate aplica la materiale cu sectine mica
Diagrama de incalzire prelucrareDiagrama de incalzire prelucrare
T K
Ttop
Tinc
Trecr
1 2 3 4 5 6 7
8 Timpul ore
1 2 ndash etapa de incalzire a materialului3 ndash etapa de mentinere pentru omogenizarea temperaturii in material4 ndash etapa prelucrarii5 ndash reincalzirea materialului daca prelucrare nu a fost terminata6 ndash etapa mentinerii pentru o noua omogenizare a temperaturii7 ndash o noua prelucrare a materialului pentru a fi adus la forma si dimensiunile finale- etapele 5 6 7 se reiau de cate ori este nevoie- ideal ar fi ca prelucrarea sa poata avea loc intr-un singur ciclu8 ndash racirea finala a semifabricatului cu o viteza care sa-i confere proprietatile dorite
Incalzirea are loc in doua faze 1 si 2Incalzirea din prima etapa este lenta pentru a evita aparitia unor tensiuni din cauza diferentei de temperatura dintre zona exterioara si miezul materialului (materialul fiind rigid neavand o plasticitate corespunzatoare deformarii)In a doua etapa incalzirea se face rapid pentru evitarea oxidarii pronuntate a materialului si cresterea grauntilor cristalini (materialul are plasticitatea necesara deformarii sub actiunea tensiunilor interne generate de diferenta de temperatura)Incalzirea se face sub linia solidus (cu aprox 30-50 grC) pentru evitarea aparitiei unor faze lichide si a cresterii pronuntate a grauntilor sau a arderii materialului (oxidare intercristalina)
ForjareaForjareain functie de energia in functie de energia utilizata in procesul utilizata in procesul
deformariideformarii
Forjarea manualaForjarea manuala Forjarea Forjarea mecanizatamecanizata
In functie de controlul procesului de deformare
Forjare liberaForjare libera Forjare in matritaForjare in matrita
Nu se poate controla procesul deformarii
Utilizeaza scule simpleCiocaneBaroaseDaltiClesti etc
Controleaza procesul deformarii
Utilizeaza matrite care atribuie piesei forma si dimensiunile cavitatii
acesteia
LEGILE DEFORMARII PLASTICE
Legea volumului constant
Legea minimei rezistente
Legea coexistentei deformarii elastice cu cea a deformarii
plastice
La deformarea plastica volumul semifabricatului dinainte de deformare este egal cu volumul semifabricatului de dupa
deformare
Deformarea plastica a materialului are loc intotdeauna dupa directia in care intampina cea mai mica rezistenta
Deformarea elasica coexista cu deformarea plastica Deformarea elastica precede deformarea plastica
In unele situatii si la diferite materiale apar modificari de volum (neimportante) datorate unor transformari printre
care si transformari de faza insotite de aparitia unor constituienti structurali (faze) noi
OPERATII DE BAZA ALE FORJARIIOPERATII DE BAZA ALE FORJARII
Lungirea Latirea
2
1
2
1
1 ndash sabota (elementul de actiune) 2- nicovala (elementul de reactiune)
Urmareste cresterea dimensiunii longitudinale a materialului supus forjarii (in sensul lungirii) pe seama reducerii grosimii acestuia Materialul se lateste nesemnificativ in raport cu lungirea lui
Nicovala si sabota trebuie sa aiba dimensiunea minima orientata in directia lungirii
Urmareste cresterea dimensiunii transversale a materialului supus forjarii (in sensul latirii) pe
seama reducerii grosimii acestuia Materialul se lungeste nesemnificativ in raport cu latirea lui
Nicovala si sabota trebuie sa aiba dimensiunea minima orientata in directia latirii
Materialul se deplaseaza dupa directia cea mai apropiata de conturul sculei de
deformareCea mai mare cantitate de material (A) se deplaseaza catre latura mare a sculei iar
cea mai mica (B) catre latura mica a sculei
A
AB B
1
3
1
2
3
Lungirea pe dorn Latirea pe dorn
Urmareste cresterea lungimii unei tevi prin micsorarea grosimii peretelui tevii
initiale si controlul (prin intermediul dornului) a diametrului interior
Urmareste cresterea diametrului (interior si exterior) a unui inel prin
micsorarea grosimii peretelui inelului initial
1 ndash sabota 2- nicovala 3 ndash dornul
1
2
1 3
Taierea cu 2 daltiTaierea cu o dalta
1 ndash dalta 2- masa de lucru (suport) 3 ndash dalta inferioara
Urmareste impartirea semifabricatului incalzit in doua componente cu
ajutorul unei (doua) scule numita dalta
Se realizeaza in doua fazebullTaierea pe o partebullIntoarcerea materialuluibullTaierea completa cu ruperea materialului dupa fisura ldquoardquo
aa
Se realizeaza intr-o singura fazabullTaierea simultana cu doua daltibullRuperea materialului dupa fisura ldquoardquo
TAIEREA
Gaurirea
Pentru gauri mici cu dorn plin
Pentru gauri mari cu dorn tubular
Se realizeaza in doua faze1Faza de impungere2Faza de strapungere (dupa intoarcerea piesei)
Gaura fiind mica dornul nu poate fi tubular deoarece ar avea o sectiune mica si s-ar rupe
Gaura fiind mare dornul poate fi tubular deoarece are o sectiune suficient de mare
Semifabricatul rezulta bombat (umflat la mijloc) si necesita o operatie ulterioara de cilindrare
3
2
1
1-piesa2-poanson3-nicovala
Indoirea
Urmareste cresterea sectiunii transversale pe seama
micsorarii inaltimii materialului
R
R1
R1gtR aFixare Forta de indoireDupa indoire forta este inlaturata si apare relaxarea elastica ldquoardquo
Forta de indoire
Refularea
Urmareste obtinerea unor semifabricate a caror forme
copiaza un model
Dupa refulare se aplica si o operatie de cilindrare
FFSabota
Nicovala
Material
Model
FORJAREA LIBERA
FORJAREA LIBERA (manuala sau mecanizata)
Utilizeaza scule simple (ciocane baroase dalti clesti compase pentru masurare etc)
Se realizeaza ca o succesiune a operatiilor simple ale deformarii plastice
Nu poate controla procesul de deformare ca marime si directie (volumul de material deplasat si directia dupa care se deplaseaza materialul)
LA FORJAREA LIBERA
Se porneste de la desenul de executie a piesei
Se stabileste desenul piesei forjate
Se determina greutatea semifabricatului de pornire
Desenul piesei forjate difera de piesa finita atat
ca marime cat si ca forma
Ca marime-se lasa adaosuri de prelucrare pe
suprafetele ce se vor prelucra
Exista forme tehnologice (alte forme neputand a fi prelucrate prin forjare)
Cand se porneste de la lingouGsp=Gpf+Gcl+Gpl+Gpo+Gpg
Cand se porneste de la un laminat
Gsp=Gpf+Gpo+Gpg
FORME TEHNOLOGICE
bullNu se pot realiza suprafete inclinate deoarece suprafetele elementelor de actiune si de reactiune sunt orizontalebullNu se pot obtine piese cu proeminente pe amandoua partile deoarece s-ar indoi la prelucrarea prin forjare
bullFormele complexe se obtin prin indoirebullGaurile mici se prelucreaza prin aschiere deoarece ar necesita dornuri de gaurire subtiri care s-ar rupebullAlte forme complexe se descompun in forme simple ce se prelucreaza prin forjare dupa care se imbina prin sudare
OBTINEREA UNUI ARBORE COTIT SIMPLU PRIN FORJARE LIBERA
Alegerea formei si stabilirea semifabricatului de pornireForma trebuie sa fie cat mai apropiata de cea a piesei In acest caz semifabricatul din imagine
Prelucrarea prin refulare lungire si latire pentru a-l aduce la sectiunea transversala a piesei
Insemnarea cu ajutorul daltilor
Formarea capetelor prin lungire latire
Rotunjirea capetelor cu sculele speciale 1 de fasonare
Taierea capetelor la lungimea prevazuta in desen cu dalti
F
F
1
FORJAREA IN MATRITA
Forjarea in matrita este o forjare mecanizata
Permite controlul deformarii atat ca directie cat si ca volum de material
Operatiile de baza se suprapun Ele se desfasoara simultan
Se poate realiza in-matrita deschisa (are canal de bavura)-matrita inchisa
Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de dimensiuni mici (nu necesita matrita mare si utilaje de forta mare) si forma complexa dintr-o gama variata de metale si aliajeProcedeul se aplica la serii mari de fabricatie
FORJAREA IN MATRITE DESCHISE
Matrita este scula de deformare
1
2
3
5
6
4
9
7
8
1-semimatrita superioara2-semimatrita inferioara3-cavitatea semimatritei sup4-cavitatea semimatritei inf5-canalul de bavura6-canalul de refulare7-prinderea semimatritei sup8-prinderea semimatritei inf9-elemente de ghidare (stifturi)10-planul de separare
F
F
10
Conditii impuse matritelor
Suprafetele paralele cu directia forjarii sa fie usor inclinate
-Asigura o curgere mai usoara a materialului in matrita-Asigura o scoatere mai usoara a piesei din matrita
Unghiurile diedre sa fie rotunjite
-Evitarea formarii concentratorilor de tensiune si ruperea matritei-Pentru umplerea corespunzatoare a matritei (varfurile sunt spatii inguste unde materialul curge greu-Evitarea blocarii piesei in matrita
Sa aiba canal de bavura si de refulare
-Asigura indepartarea surplusului de material-Controleaza procesul de umplere
Pentru marcarea centrului gaurilor si pentru alte functii sunt prevazute proeminente
-Acestea sa nu fie subtiri pentru ca se pot rupe-Acestea sa nu fie inalte pentru a nu se rupe-Sa aiba varful ascutit pentru a favoriza curgerea materialului
Planul de separare sa fie perpendicular pe directia de actiune a fortelor
Pentru a nu genera tensiuni tangentiale care sa impiedice inchiderea corecta a matritei si a nu solicita defavorabil elementele de ghidare
Realizarea unei roti cu butuc
-Este o piesa cilindrica-Are un butuc-Prezinta o gaura ce nu poate fi realizata prin forjare fiind lunga si de diametre mic
Forma tehnologica a piesei (albastru) copiaza piesa finita dar va avea
-Adaosuri de prelucrare pe suprafetele care se vor prelucra-Suprafetele paralele cu directia forjarii vor fi inclinate-Unghiurile diedre vor fi rotunjite-Nu va prezenta zone moarte (intranduri perpendiculare pe directia forjarii-Nu va avea gauri de diametru mic (sa nu fie necesare poansoane subtiri care s-ar putea rupe in procesul forjarii)
Planul de separare intre matrite (se ia in sectiunea cea mai mare si trebie sa asigure curgerea materialului si scoaterea piesei din matrita)
Desfasurarea procesului
Determinarea greutatii si a a formei semifabricatului de pornire
Piesa fiind mica va fi realizata dintr-un semifabricat laminat Gsp=Gpf+Gpo+GbGb=aprox07Vbρ
Forma semifabricatului de pornire sa fie cat mai aproape de forma piesei forjate
Incalzirea semifabricatului
Curatirea prin suflare (cu aer comprimat) si ungerea cavitatii matritei pentru a facilita curgerea materialului in matrita si scoaterea piesei
Asezarea semifabricatului in semimatrita inferioara
1 2
3 4
DEBAVURAREA
Inlaturarea bavurii formate in timpul forjarii in matrita deschisa
La cald-cand bavura este mare si necesita forta mare de debavurare
Deoarece piesa poate rezulta deformata din cauza fortelor de deformare se face obligatoriu o calibrare
La rece-cand nu necesita forta mare de debavurare
Cel mai adesea
Consta in impingerea piesei printr-o matrita de debavurare (bavura exterioara)
Consta in taierea bavurii cu ajutorul unui poanson (bavura exterioara)
F
Matrita de debavurare fara gulerbullAre avantajul reducerii frecarii dintre piesa si matritabullAre dezavantajul ca nu poate fi reconditionata la aceeasi dimensiune
Matrita de debavurare cu gulerbullAre avantajul posibilitatii de reconditionare la aceeasi dimensiunebullAre dezavantajul frecarii dintre piesa si matrita (forta mare distrugerea calitatii suprafetei)
FORJAREA IN MATRITE INCHISE
Are avantajul obtinerii pieselor fara bavuraNu necesita debavurareNu exista pierderi de material prin bavura
Procedeu complexInstalatii complexeNu se poate aplica decat anumitor categorii de piese
Obtinerea unui bulon cu cap sferic
1 2 3
5
4
a f
bb
c
d d
FF
1-corpul matrita2-semimatrita stanga3-poanson (al 3-lea element de inchidere)4-semimatrita dreapta5-materialul supus deformarii6-cutit de taiere
6
Laminarea semifabricatelor Laminarea semifabricatelor are urmatoarele dezavantaje are urmatoarele dezavantaje
bullProcesul laminarii se desfasoara la cald si Procesul laminarii se desfasoara la cald si deci cu consum de energie maredeci cu consum de energie marebullNu se pot obtine semifabricate cu sectiune Nu se pot obtine semifabricate cu sectiune mica deoarece procesul de oxidare ar putea mica deoarece procesul de oxidare ar putea afecta intreaga masa a materialuluiafecta intreaga masa a materialuluibullNu se pot obtine semifabricate de precizie Nu se pot obtine semifabricate de precizie dimensionala si de forma ridicatadimensionala si de forma ridicata
TragereaTragerea
Este o operatie de deformare plastica la rece Este o operatie de deformare plastica la rece (cel mai adesea) care consta in trecerea (cel mai adesea) care consta in trecerea materialului prin orificiul unei scule numite materialului prin orificiul unei scule numite filiera
Prin aceasta filiera va atribui materialului forma dimensiunile si precizia corespunzatoare
Ft
1
2
3
4
5
Fr
1 Filiea1 Filiea2 Materialul supus tragerii2 Materialul supus tragerii3 Forta care actioneaza asupra 3 Forta care actioneaza asupra materialului in timpul deformariimaterialului in timpul deformarii4 Forta de deformare4 Forta de deformare5 Forta de respingere F5 Forta de respingere Frr
SS00 sectiunea initiala a materialului sectiunea initiala a materialuluiSSuu sectiunea rezultata dupa sectiunea rezultata dupa tragerea materialuluitragerea materialului
S0Su
CONDITIA TRAGERIICONDITIA TRAGERIIFFttgtFgtFrr
FFttltForta la rupere a materialului ltForta la rupere a materialului in sectiunea cea mai micain sectiunea cea mai mica
FFttltRltRmmSSuu sau F sau FttltltσσrrSSuuCOEFICIENTUL DE TRAGERECOEFICIENTUL DE TRAGERE
FilieraFiliera reprezinta scula de deformare Prin urmare are o reprezinta scula de deformare Prin urmare are o deosebita importantadeosebita importanta
1
2
36
5
4
Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si printr-un profil transversalprintr-un profil transversal
Profilul longitudinal este format dintr-o Profilul longitudinal este format dintr-o succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)1-conul de intrare (rol de protectie)1-conul de intrare (rol de protectie)2 Conul de ungere (lubrifiere)2 Conul de ungere (lubrifiere)3 Conul de deformare3 Conul de deformare4 Zona de calibrare4 Zona de calibrare5 Conul de iesire5 Conul de iesire6 Conul de protectie la iesire a filierei6 Conul de protectie la iesire a filierei
Profilul transversal este dat de zona de calibrare care Profilul transversal este dat de zona de calibrare care confera materialului geometria si dimensiunile confera materialului geometria si dimensiunile sectiunii transversale sectiunii transversale
Materialele utilizate la executarea filierei trebuie saMaterialele utilizate la executarea filierei trebuie sa- aiba duritate ridicataaiba duritate ridicata- sa aiba o mare rezistenta la uzurasa aiba o mare rezistenta la uzura
Ele se clasifica in functie de modul de reconditionareEle se clasifica in functie de modul de reconditionare
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la aceeasi se reconditioneaza la aceeasi dimensiunedimensiune
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la o se reconditioneaza la o dimensiune superioaradimensiune superioara
- Otelurile de sculeOtelurile de scule- Otelurile rapideOtelurile rapide
-Carburile (indeosebi cele de -Carburile (indeosebi cele de wolfram)wolfram)- Diamantul- Diamantul
Se reconditioneaza prinSe reconditioneaza prin-Recoacere de inmuiereRecoacere de inmuiere-Forjare (aducere la dimensiunea dorita)Forjare (aducere la dimensiunea dorita)-Prelucrare mecanicaPrelucrare mecanica-Tratament termicTratament termic-SlefuireSlefuire
Prelucrare prin slefuire la o Prelucrare prin slefuire la o dimensiune superioaradimensiune superioara
Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului filierei aceasta se monteaza intr-o portfilierafilierei aceasta se monteaza intr-o portfiliera
1
2
3
4
5
6 7
1 filiera1 filiera2 portfiliera2 portfiliera3 materialul supus tragerii3 materialul supus tragerii4 canal de racire cu apa4 canal de racire cu apa5 batiul masinii de tras5 batiul masinii de tras6 bolt de prindere6 bolt de prindere7 cutia de lubrifiant solid7 cutia de lubrifiant solid
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
7
LAMINAREA este un procedeu de deformare plastica a materialelor (la cald sau la rece) care consta in trecerea acestuia printre 2 cilindri care se rotesc in sens invers (cilindri de laminare)
So Su
α
hellip
=
Antrenarea materialului de catre cilindri se datoreaza fortelor de frecare dintre cilindri si material Apare insa si o forta de respingere Fr ce depinde de unghiul alfaConditia laminarii este ca FfrgtFr in caz contrar este nevoie de o forta de impingere Fi
FrFfrFi
Un laminor este format din-motor-reductor-caja de antrenare-caja de laminare Caja de laminare cuprinde structura laminorului si CILINDRI DE LAMINARE
8
Cilindri de laminare (sunt elementele cele mai impotante)-asigura forta necesara deformarii materialului-asigura antrenarea materialului in procesul de deformare-atribuie forma si dimensiunile semifabricatului resultat
1 2 2
3
3
1-fus de abtrenare2-fus de sprijin3-tablia (partea activa a cilindrului in acest caz tablie neteda)
9
Laminor profilat cu profil deschis Laminor profilat cu profil inchis
Prin laminare se pot obtine si tevi nesudate (dupa procedeul Manesmann) Acest procedeu utilizeaza laminoare speciale care din punct de vedere constructiv a suferit diferite modificari
FORJAREAFORJAREA
Este operatia de prelucrare prin Este operatia de prelucrare prin deformare plastica la rece sau la cald in deformare plastica la rece sau la cald in
vederea obtinerii unor semifabricatevederea obtinerii unor semifabricate
La rece TLa rece TlucrulucrultTltTrr (recristalizare) (recristalizare) La cald TLa cald TlucrulucrugtTgtTrr (recristalizare) (recristalizare)
TTrr (recristalizare)=04T (recristalizare)=04Ttoptop (K) (K)
AvantajeAvantajeNu necesita incalzireNu necesita incalzireSe obtin proprietati mai buneSe obtin proprietati mai buneMaterialul nu se oxideazaMaterialul nu se oxideaza
DezavantajeDezavantajeForta necesara procesului este mareNecesita utilaje de forta mare
AvantajeAvantajeNu necesita forte mari de deformareNu necesita utilaje de forta mare
DezavantajeDezavantajeNecesita incalzire (costuri)Materialul se oxideazaNu se poate aplica la materiale cu sectine mica
Diagrama de incalzire prelucrareDiagrama de incalzire prelucrare
T K
Ttop
Tinc
Trecr
1 2 3 4 5 6 7
8 Timpul ore
1 2 ndash etapa de incalzire a materialului3 ndash etapa de mentinere pentru omogenizarea temperaturii in material4 ndash etapa prelucrarii5 ndash reincalzirea materialului daca prelucrare nu a fost terminata6 ndash etapa mentinerii pentru o noua omogenizare a temperaturii7 ndash o noua prelucrare a materialului pentru a fi adus la forma si dimensiunile finale- etapele 5 6 7 se reiau de cate ori este nevoie- ideal ar fi ca prelucrarea sa poata avea loc intr-un singur ciclu8 ndash racirea finala a semifabricatului cu o viteza care sa-i confere proprietatile dorite
Incalzirea are loc in doua faze 1 si 2Incalzirea din prima etapa este lenta pentru a evita aparitia unor tensiuni din cauza diferentei de temperatura dintre zona exterioara si miezul materialului (materialul fiind rigid neavand o plasticitate corespunzatoare deformarii)In a doua etapa incalzirea se face rapid pentru evitarea oxidarii pronuntate a materialului si cresterea grauntilor cristalini (materialul are plasticitatea necesara deformarii sub actiunea tensiunilor interne generate de diferenta de temperatura)Incalzirea se face sub linia solidus (cu aprox 30-50 grC) pentru evitarea aparitiei unor faze lichide si a cresterii pronuntate a grauntilor sau a arderii materialului (oxidare intercristalina)
ForjareaForjareain functie de energia in functie de energia utilizata in procesul utilizata in procesul
deformariideformarii
Forjarea manualaForjarea manuala Forjarea Forjarea mecanizatamecanizata
In functie de controlul procesului de deformare
Forjare liberaForjare libera Forjare in matritaForjare in matrita
Nu se poate controla procesul deformarii
Utilizeaza scule simpleCiocaneBaroaseDaltiClesti etc
Controleaza procesul deformarii
Utilizeaza matrite care atribuie piesei forma si dimensiunile cavitatii
acesteia
LEGILE DEFORMARII PLASTICE
Legea volumului constant
Legea minimei rezistente
Legea coexistentei deformarii elastice cu cea a deformarii
plastice
La deformarea plastica volumul semifabricatului dinainte de deformare este egal cu volumul semifabricatului de dupa
deformare
Deformarea plastica a materialului are loc intotdeauna dupa directia in care intampina cea mai mica rezistenta
Deformarea elasica coexista cu deformarea plastica Deformarea elastica precede deformarea plastica
In unele situatii si la diferite materiale apar modificari de volum (neimportante) datorate unor transformari printre
care si transformari de faza insotite de aparitia unor constituienti structurali (faze) noi
OPERATII DE BAZA ALE FORJARIIOPERATII DE BAZA ALE FORJARII
Lungirea Latirea
2
1
2
1
1 ndash sabota (elementul de actiune) 2- nicovala (elementul de reactiune)
Urmareste cresterea dimensiunii longitudinale a materialului supus forjarii (in sensul lungirii) pe seama reducerii grosimii acestuia Materialul se lateste nesemnificativ in raport cu lungirea lui
Nicovala si sabota trebuie sa aiba dimensiunea minima orientata in directia lungirii
Urmareste cresterea dimensiunii transversale a materialului supus forjarii (in sensul latirii) pe
seama reducerii grosimii acestuia Materialul se lungeste nesemnificativ in raport cu latirea lui
Nicovala si sabota trebuie sa aiba dimensiunea minima orientata in directia latirii
Materialul se deplaseaza dupa directia cea mai apropiata de conturul sculei de
deformareCea mai mare cantitate de material (A) se deplaseaza catre latura mare a sculei iar
cea mai mica (B) catre latura mica a sculei
A
AB B
1
3
1
2
3
Lungirea pe dorn Latirea pe dorn
Urmareste cresterea lungimii unei tevi prin micsorarea grosimii peretelui tevii
initiale si controlul (prin intermediul dornului) a diametrului interior
Urmareste cresterea diametrului (interior si exterior) a unui inel prin
micsorarea grosimii peretelui inelului initial
1 ndash sabota 2- nicovala 3 ndash dornul
1
2
1 3
Taierea cu 2 daltiTaierea cu o dalta
1 ndash dalta 2- masa de lucru (suport) 3 ndash dalta inferioara
Urmareste impartirea semifabricatului incalzit in doua componente cu
ajutorul unei (doua) scule numita dalta
Se realizeaza in doua fazebullTaierea pe o partebullIntoarcerea materialuluibullTaierea completa cu ruperea materialului dupa fisura ldquoardquo
aa
Se realizeaza intr-o singura fazabullTaierea simultana cu doua daltibullRuperea materialului dupa fisura ldquoardquo
TAIEREA
Gaurirea
Pentru gauri mici cu dorn plin
Pentru gauri mari cu dorn tubular
Se realizeaza in doua faze1Faza de impungere2Faza de strapungere (dupa intoarcerea piesei)
Gaura fiind mica dornul nu poate fi tubular deoarece ar avea o sectiune mica si s-ar rupe
Gaura fiind mare dornul poate fi tubular deoarece are o sectiune suficient de mare
Semifabricatul rezulta bombat (umflat la mijloc) si necesita o operatie ulterioara de cilindrare
3
2
1
1-piesa2-poanson3-nicovala
Indoirea
Urmareste cresterea sectiunii transversale pe seama
micsorarii inaltimii materialului
R
R1
R1gtR aFixare Forta de indoireDupa indoire forta este inlaturata si apare relaxarea elastica ldquoardquo
Forta de indoire
Refularea
Urmareste obtinerea unor semifabricate a caror forme
copiaza un model
Dupa refulare se aplica si o operatie de cilindrare
FFSabota
Nicovala
Material
Model
FORJAREA LIBERA
FORJAREA LIBERA (manuala sau mecanizata)
Utilizeaza scule simple (ciocane baroase dalti clesti compase pentru masurare etc)
Se realizeaza ca o succesiune a operatiilor simple ale deformarii plastice
Nu poate controla procesul de deformare ca marime si directie (volumul de material deplasat si directia dupa care se deplaseaza materialul)
LA FORJAREA LIBERA
Se porneste de la desenul de executie a piesei
Se stabileste desenul piesei forjate
Se determina greutatea semifabricatului de pornire
Desenul piesei forjate difera de piesa finita atat
ca marime cat si ca forma
Ca marime-se lasa adaosuri de prelucrare pe
suprafetele ce se vor prelucra
Exista forme tehnologice (alte forme neputand a fi prelucrate prin forjare)
Cand se porneste de la lingouGsp=Gpf+Gcl+Gpl+Gpo+Gpg
Cand se porneste de la un laminat
Gsp=Gpf+Gpo+Gpg
FORME TEHNOLOGICE
bullNu se pot realiza suprafete inclinate deoarece suprafetele elementelor de actiune si de reactiune sunt orizontalebullNu se pot obtine piese cu proeminente pe amandoua partile deoarece s-ar indoi la prelucrarea prin forjare
bullFormele complexe se obtin prin indoirebullGaurile mici se prelucreaza prin aschiere deoarece ar necesita dornuri de gaurire subtiri care s-ar rupebullAlte forme complexe se descompun in forme simple ce se prelucreaza prin forjare dupa care se imbina prin sudare
OBTINEREA UNUI ARBORE COTIT SIMPLU PRIN FORJARE LIBERA
Alegerea formei si stabilirea semifabricatului de pornireForma trebuie sa fie cat mai apropiata de cea a piesei In acest caz semifabricatul din imagine
Prelucrarea prin refulare lungire si latire pentru a-l aduce la sectiunea transversala a piesei
Insemnarea cu ajutorul daltilor
Formarea capetelor prin lungire latire
Rotunjirea capetelor cu sculele speciale 1 de fasonare
Taierea capetelor la lungimea prevazuta in desen cu dalti
F
F
1
FORJAREA IN MATRITA
Forjarea in matrita este o forjare mecanizata
Permite controlul deformarii atat ca directie cat si ca volum de material
Operatiile de baza se suprapun Ele se desfasoara simultan
Se poate realiza in-matrita deschisa (are canal de bavura)-matrita inchisa
Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de dimensiuni mici (nu necesita matrita mare si utilaje de forta mare) si forma complexa dintr-o gama variata de metale si aliajeProcedeul se aplica la serii mari de fabricatie
FORJAREA IN MATRITE DESCHISE
Matrita este scula de deformare
1
2
3
5
6
4
9
7
8
1-semimatrita superioara2-semimatrita inferioara3-cavitatea semimatritei sup4-cavitatea semimatritei inf5-canalul de bavura6-canalul de refulare7-prinderea semimatritei sup8-prinderea semimatritei inf9-elemente de ghidare (stifturi)10-planul de separare
F
F
10
Conditii impuse matritelor
Suprafetele paralele cu directia forjarii sa fie usor inclinate
-Asigura o curgere mai usoara a materialului in matrita-Asigura o scoatere mai usoara a piesei din matrita
Unghiurile diedre sa fie rotunjite
-Evitarea formarii concentratorilor de tensiune si ruperea matritei-Pentru umplerea corespunzatoare a matritei (varfurile sunt spatii inguste unde materialul curge greu-Evitarea blocarii piesei in matrita
Sa aiba canal de bavura si de refulare
-Asigura indepartarea surplusului de material-Controleaza procesul de umplere
Pentru marcarea centrului gaurilor si pentru alte functii sunt prevazute proeminente
-Acestea sa nu fie subtiri pentru ca se pot rupe-Acestea sa nu fie inalte pentru a nu se rupe-Sa aiba varful ascutit pentru a favoriza curgerea materialului
Planul de separare sa fie perpendicular pe directia de actiune a fortelor
Pentru a nu genera tensiuni tangentiale care sa impiedice inchiderea corecta a matritei si a nu solicita defavorabil elementele de ghidare
Realizarea unei roti cu butuc
-Este o piesa cilindrica-Are un butuc-Prezinta o gaura ce nu poate fi realizata prin forjare fiind lunga si de diametre mic
Forma tehnologica a piesei (albastru) copiaza piesa finita dar va avea
-Adaosuri de prelucrare pe suprafetele care se vor prelucra-Suprafetele paralele cu directia forjarii vor fi inclinate-Unghiurile diedre vor fi rotunjite-Nu va prezenta zone moarte (intranduri perpendiculare pe directia forjarii-Nu va avea gauri de diametru mic (sa nu fie necesare poansoane subtiri care s-ar putea rupe in procesul forjarii)
Planul de separare intre matrite (se ia in sectiunea cea mai mare si trebie sa asigure curgerea materialului si scoaterea piesei din matrita)
Desfasurarea procesului
Determinarea greutatii si a a formei semifabricatului de pornire
Piesa fiind mica va fi realizata dintr-un semifabricat laminat Gsp=Gpf+Gpo+GbGb=aprox07Vbρ
Forma semifabricatului de pornire sa fie cat mai aproape de forma piesei forjate
Incalzirea semifabricatului
Curatirea prin suflare (cu aer comprimat) si ungerea cavitatii matritei pentru a facilita curgerea materialului in matrita si scoaterea piesei
Asezarea semifabricatului in semimatrita inferioara
1 2
3 4
DEBAVURAREA
Inlaturarea bavurii formate in timpul forjarii in matrita deschisa
La cald-cand bavura este mare si necesita forta mare de debavurare
Deoarece piesa poate rezulta deformata din cauza fortelor de deformare se face obligatoriu o calibrare
La rece-cand nu necesita forta mare de debavurare
Cel mai adesea
Consta in impingerea piesei printr-o matrita de debavurare (bavura exterioara)
Consta in taierea bavurii cu ajutorul unui poanson (bavura exterioara)
F
Matrita de debavurare fara gulerbullAre avantajul reducerii frecarii dintre piesa si matritabullAre dezavantajul ca nu poate fi reconditionata la aceeasi dimensiune
Matrita de debavurare cu gulerbullAre avantajul posibilitatii de reconditionare la aceeasi dimensiunebullAre dezavantajul frecarii dintre piesa si matrita (forta mare distrugerea calitatii suprafetei)
FORJAREA IN MATRITE INCHISE
Are avantajul obtinerii pieselor fara bavuraNu necesita debavurareNu exista pierderi de material prin bavura
Procedeu complexInstalatii complexeNu se poate aplica decat anumitor categorii de piese
Obtinerea unui bulon cu cap sferic
1 2 3
5
4
a f
bb
c
d d
FF
1-corpul matrita2-semimatrita stanga3-poanson (al 3-lea element de inchidere)4-semimatrita dreapta5-materialul supus deformarii6-cutit de taiere
6
Laminarea semifabricatelor Laminarea semifabricatelor are urmatoarele dezavantaje are urmatoarele dezavantaje
bullProcesul laminarii se desfasoara la cald si Procesul laminarii se desfasoara la cald si deci cu consum de energie maredeci cu consum de energie marebullNu se pot obtine semifabricate cu sectiune Nu se pot obtine semifabricate cu sectiune mica deoarece procesul de oxidare ar putea mica deoarece procesul de oxidare ar putea afecta intreaga masa a materialuluiafecta intreaga masa a materialuluibullNu se pot obtine semifabricate de precizie Nu se pot obtine semifabricate de precizie dimensionala si de forma ridicatadimensionala si de forma ridicata
TragereaTragerea
Este o operatie de deformare plastica la rece Este o operatie de deformare plastica la rece (cel mai adesea) care consta in trecerea (cel mai adesea) care consta in trecerea materialului prin orificiul unei scule numite materialului prin orificiul unei scule numite filiera
Prin aceasta filiera va atribui materialului forma dimensiunile si precizia corespunzatoare
Ft
1
2
3
4
5
Fr
1 Filiea1 Filiea2 Materialul supus tragerii2 Materialul supus tragerii3 Forta care actioneaza asupra 3 Forta care actioneaza asupra materialului in timpul deformariimaterialului in timpul deformarii4 Forta de deformare4 Forta de deformare5 Forta de respingere F5 Forta de respingere Frr
SS00 sectiunea initiala a materialului sectiunea initiala a materialuluiSSuu sectiunea rezultata dupa sectiunea rezultata dupa tragerea materialuluitragerea materialului
S0Su
CONDITIA TRAGERIICONDITIA TRAGERIIFFttgtFgtFrr
FFttltForta la rupere a materialului ltForta la rupere a materialului in sectiunea cea mai micain sectiunea cea mai mica
FFttltRltRmmSSuu sau F sau FttltltσσrrSSuuCOEFICIENTUL DE TRAGERECOEFICIENTUL DE TRAGERE
FilieraFiliera reprezinta scula de deformare Prin urmare are o reprezinta scula de deformare Prin urmare are o deosebita importantadeosebita importanta
1
2
36
5
4
Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si printr-un profil transversalprintr-un profil transversal
Profilul longitudinal este format dintr-o Profilul longitudinal este format dintr-o succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)1-conul de intrare (rol de protectie)1-conul de intrare (rol de protectie)2 Conul de ungere (lubrifiere)2 Conul de ungere (lubrifiere)3 Conul de deformare3 Conul de deformare4 Zona de calibrare4 Zona de calibrare5 Conul de iesire5 Conul de iesire6 Conul de protectie la iesire a filierei6 Conul de protectie la iesire a filierei
Profilul transversal este dat de zona de calibrare care Profilul transversal este dat de zona de calibrare care confera materialului geometria si dimensiunile confera materialului geometria si dimensiunile sectiunii transversale sectiunii transversale
Materialele utilizate la executarea filierei trebuie saMaterialele utilizate la executarea filierei trebuie sa- aiba duritate ridicataaiba duritate ridicata- sa aiba o mare rezistenta la uzurasa aiba o mare rezistenta la uzura
Ele se clasifica in functie de modul de reconditionareEle se clasifica in functie de modul de reconditionare
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la aceeasi se reconditioneaza la aceeasi dimensiunedimensiune
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la o se reconditioneaza la o dimensiune superioaradimensiune superioara
- Otelurile de sculeOtelurile de scule- Otelurile rapideOtelurile rapide
-Carburile (indeosebi cele de -Carburile (indeosebi cele de wolfram)wolfram)- Diamantul- Diamantul
Se reconditioneaza prinSe reconditioneaza prin-Recoacere de inmuiereRecoacere de inmuiere-Forjare (aducere la dimensiunea dorita)Forjare (aducere la dimensiunea dorita)-Prelucrare mecanicaPrelucrare mecanica-Tratament termicTratament termic-SlefuireSlefuire
Prelucrare prin slefuire la o Prelucrare prin slefuire la o dimensiune superioaradimensiune superioara
Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului filierei aceasta se monteaza intr-o portfilierafilierei aceasta se monteaza intr-o portfiliera
1
2
3
4
5
6 7
1 filiera1 filiera2 portfiliera2 portfiliera3 materialul supus tragerii3 materialul supus tragerii4 canal de racire cu apa4 canal de racire cu apa5 batiul masinii de tras5 batiul masinii de tras6 bolt de prindere6 bolt de prindere7 cutia de lubrifiant solid7 cutia de lubrifiant solid
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Un laminor este format din-motor-reductor-caja de antrenare-caja de laminare Caja de laminare cuprinde structura laminorului si CILINDRI DE LAMINARE
8
Cilindri de laminare (sunt elementele cele mai impotante)-asigura forta necesara deformarii materialului-asigura antrenarea materialului in procesul de deformare-atribuie forma si dimensiunile semifabricatului resultat
1 2 2
3
3
1-fus de abtrenare2-fus de sprijin3-tablia (partea activa a cilindrului in acest caz tablie neteda)
9
Laminor profilat cu profil deschis Laminor profilat cu profil inchis
Prin laminare se pot obtine si tevi nesudate (dupa procedeul Manesmann) Acest procedeu utilizeaza laminoare speciale care din punct de vedere constructiv a suferit diferite modificari
FORJAREAFORJAREA
Este operatia de prelucrare prin Este operatia de prelucrare prin deformare plastica la rece sau la cald in deformare plastica la rece sau la cald in
vederea obtinerii unor semifabricatevederea obtinerii unor semifabricate
La rece TLa rece TlucrulucrultTltTrr (recristalizare) (recristalizare) La cald TLa cald TlucrulucrugtTgtTrr (recristalizare) (recristalizare)
TTrr (recristalizare)=04T (recristalizare)=04Ttoptop (K) (K)
AvantajeAvantajeNu necesita incalzireNu necesita incalzireSe obtin proprietati mai buneSe obtin proprietati mai buneMaterialul nu se oxideazaMaterialul nu se oxideaza
DezavantajeDezavantajeForta necesara procesului este mareNecesita utilaje de forta mare
AvantajeAvantajeNu necesita forte mari de deformareNu necesita utilaje de forta mare
DezavantajeDezavantajeNecesita incalzire (costuri)Materialul se oxideazaNu se poate aplica la materiale cu sectine mica
Diagrama de incalzire prelucrareDiagrama de incalzire prelucrare
T K
Ttop
Tinc
Trecr
1 2 3 4 5 6 7
8 Timpul ore
1 2 ndash etapa de incalzire a materialului3 ndash etapa de mentinere pentru omogenizarea temperaturii in material4 ndash etapa prelucrarii5 ndash reincalzirea materialului daca prelucrare nu a fost terminata6 ndash etapa mentinerii pentru o noua omogenizare a temperaturii7 ndash o noua prelucrare a materialului pentru a fi adus la forma si dimensiunile finale- etapele 5 6 7 se reiau de cate ori este nevoie- ideal ar fi ca prelucrarea sa poata avea loc intr-un singur ciclu8 ndash racirea finala a semifabricatului cu o viteza care sa-i confere proprietatile dorite
Incalzirea are loc in doua faze 1 si 2Incalzirea din prima etapa este lenta pentru a evita aparitia unor tensiuni din cauza diferentei de temperatura dintre zona exterioara si miezul materialului (materialul fiind rigid neavand o plasticitate corespunzatoare deformarii)In a doua etapa incalzirea se face rapid pentru evitarea oxidarii pronuntate a materialului si cresterea grauntilor cristalini (materialul are plasticitatea necesara deformarii sub actiunea tensiunilor interne generate de diferenta de temperatura)Incalzirea se face sub linia solidus (cu aprox 30-50 grC) pentru evitarea aparitiei unor faze lichide si a cresterii pronuntate a grauntilor sau a arderii materialului (oxidare intercristalina)
ForjareaForjareain functie de energia in functie de energia utilizata in procesul utilizata in procesul
deformariideformarii
Forjarea manualaForjarea manuala Forjarea Forjarea mecanizatamecanizata
In functie de controlul procesului de deformare
Forjare liberaForjare libera Forjare in matritaForjare in matrita
Nu se poate controla procesul deformarii
Utilizeaza scule simpleCiocaneBaroaseDaltiClesti etc
Controleaza procesul deformarii
Utilizeaza matrite care atribuie piesei forma si dimensiunile cavitatii
acesteia
LEGILE DEFORMARII PLASTICE
Legea volumului constant
Legea minimei rezistente
Legea coexistentei deformarii elastice cu cea a deformarii
plastice
La deformarea plastica volumul semifabricatului dinainte de deformare este egal cu volumul semifabricatului de dupa
deformare
Deformarea plastica a materialului are loc intotdeauna dupa directia in care intampina cea mai mica rezistenta
Deformarea elasica coexista cu deformarea plastica Deformarea elastica precede deformarea plastica
In unele situatii si la diferite materiale apar modificari de volum (neimportante) datorate unor transformari printre
care si transformari de faza insotite de aparitia unor constituienti structurali (faze) noi
OPERATII DE BAZA ALE FORJARIIOPERATII DE BAZA ALE FORJARII
Lungirea Latirea
2
1
2
1
1 ndash sabota (elementul de actiune) 2- nicovala (elementul de reactiune)
Urmareste cresterea dimensiunii longitudinale a materialului supus forjarii (in sensul lungirii) pe seama reducerii grosimii acestuia Materialul se lateste nesemnificativ in raport cu lungirea lui
Nicovala si sabota trebuie sa aiba dimensiunea minima orientata in directia lungirii
Urmareste cresterea dimensiunii transversale a materialului supus forjarii (in sensul latirii) pe
seama reducerii grosimii acestuia Materialul se lungeste nesemnificativ in raport cu latirea lui
Nicovala si sabota trebuie sa aiba dimensiunea minima orientata in directia latirii
Materialul se deplaseaza dupa directia cea mai apropiata de conturul sculei de
deformareCea mai mare cantitate de material (A) se deplaseaza catre latura mare a sculei iar
cea mai mica (B) catre latura mica a sculei
A
AB B
1
3
1
2
3
Lungirea pe dorn Latirea pe dorn
Urmareste cresterea lungimii unei tevi prin micsorarea grosimii peretelui tevii
initiale si controlul (prin intermediul dornului) a diametrului interior
Urmareste cresterea diametrului (interior si exterior) a unui inel prin
micsorarea grosimii peretelui inelului initial
1 ndash sabota 2- nicovala 3 ndash dornul
1
2
1 3
Taierea cu 2 daltiTaierea cu o dalta
1 ndash dalta 2- masa de lucru (suport) 3 ndash dalta inferioara
Urmareste impartirea semifabricatului incalzit in doua componente cu
ajutorul unei (doua) scule numita dalta
Se realizeaza in doua fazebullTaierea pe o partebullIntoarcerea materialuluibullTaierea completa cu ruperea materialului dupa fisura ldquoardquo
aa
Se realizeaza intr-o singura fazabullTaierea simultana cu doua daltibullRuperea materialului dupa fisura ldquoardquo
TAIEREA
Gaurirea
Pentru gauri mici cu dorn plin
Pentru gauri mari cu dorn tubular
Se realizeaza in doua faze1Faza de impungere2Faza de strapungere (dupa intoarcerea piesei)
Gaura fiind mica dornul nu poate fi tubular deoarece ar avea o sectiune mica si s-ar rupe
Gaura fiind mare dornul poate fi tubular deoarece are o sectiune suficient de mare
Semifabricatul rezulta bombat (umflat la mijloc) si necesita o operatie ulterioara de cilindrare
3
2
1
1-piesa2-poanson3-nicovala
Indoirea
Urmareste cresterea sectiunii transversale pe seama
micsorarii inaltimii materialului
R
R1
R1gtR aFixare Forta de indoireDupa indoire forta este inlaturata si apare relaxarea elastica ldquoardquo
Forta de indoire
Refularea
Urmareste obtinerea unor semifabricate a caror forme
copiaza un model
Dupa refulare se aplica si o operatie de cilindrare
FFSabota
Nicovala
Material
Model
FORJAREA LIBERA
FORJAREA LIBERA (manuala sau mecanizata)
Utilizeaza scule simple (ciocane baroase dalti clesti compase pentru masurare etc)
Se realizeaza ca o succesiune a operatiilor simple ale deformarii plastice
Nu poate controla procesul de deformare ca marime si directie (volumul de material deplasat si directia dupa care se deplaseaza materialul)
LA FORJAREA LIBERA
Se porneste de la desenul de executie a piesei
Se stabileste desenul piesei forjate
Se determina greutatea semifabricatului de pornire
Desenul piesei forjate difera de piesa finita atat
ca marime cat si ca forma
Ca marime-se lasa adaosuri de prelucrare pe
suprafetele ce se vor prelucra
Exista forme tehnologice (alte forme neputand a fi prelucrate prin forjare)
Cand se porneste de la lingouGsp=Gpf+Gcl+Gpl+Gpo+Gpg
Cand se porneste de la un laminat
Gsp=Gpf+Gpo+Gpg
FORME TEHNOLOGICE
bullNu se pot realiza suprafete inclinate deoarece suprafetele elementelor de actiune si de reactiune sunt orizontalebullNu se pot obtine piese cu proeminente pe amandoua partile deoarece s-ar indoi la prelucrarea prin forjare
bullFormele complexe se obtin prin indoirebullGaurile mici se prelucreaza prin aschiere deoarece ar necesita dornuri de gaurire subtiri care s-ar rupebullAlte forme complexe se descompun in forme simple ce se prelucreaza prin forjare dupa care se imbina prin sudare
OBTINEREA UNUI ARBORE COTIT SIMPLU PRIN FORJARE LIBERA
Alegerea formei si stabilirea semifabricatului de pornireForma trebuie sa fie cat mai apropiata de cea a piesei In acest caz semifabricatul din imagine
Prelucrarea prin refulare lungire si latire pentru a-l aduce la sectiunea transversala a piesei
Insemnarea cu ajutorul daltilor
Formarea capetelor prin lungire latire
Rotunjirea capetelor cu sculele speciale 1 de fasonare
Taierea capetelor la lungimea prevazuta in desen cu dalti
F
F
1
FORJAREA IN MATRITA
Forjarea in matrita este o forjare mecanizata
Permite controlul deformarii atat ca directie cat si ca volum de material
Operatiile de baza se suprapun Ele se desfasoara simultan
Se poate realiza in-matrita deschisa (are canal de bavura)-matrita inchisa
Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de dimensiuni mici (nu necesita matrita mare si utilaje de forta mare) si forma complexa dintr-o gama variata de metale si aliajeProcedeul se aplica la serii mari de fabricatie
FORJAREA IN MATRITE DESCHISE
Matrita este scula de deformare
1
2
3
5
6
4
9
7
8
1-semimatrita superioara2-semimatrita inferioara3-cavitatea semimatritei sup4-cavitatea semimatritei inf5-canalul de bavura6-canalul de refulare7-prinderea semimatritei sup8-prinderea semimatritei inf9-elemente de ghidare (stifturi)10-planul de separare
F
F
10
Conditii impuse matritelor
Suprafetele paralele cu directia forjarii sa fie usor inclinate
-Asigura o curgere mai usoara a materialului in matrita-Asigura o scoatere mai usoara a piesei din matrita
Unghiurile diedre sa fie rotunjite
-Evitarea formarii concentratorilor de tensiune si ruperea matritei-Pentru umplerea corespunzatoare a matritei (varfurile sunt spatii inguste unde materialul curge greu-Evitarea blocarii piesei in matrita
Sa aiba canal de bavura si de refulare
-Asigura indepartarea surplusului de material-Controleaza procesul de umplere
Pentru marcarea centrului gaurilor si pentru alte functii sunt prevazute proeminente
-Acestea sa nu fie subtiri pentru ca se pot rupe-Acestea sa nu fie inalte pentru a nu se rupe-Sa aiba varful ascutit pentru a favoriza curgerea materialului
Planul de separare sa fie perpendicular pe directia de actiune a fortelor
Pentru a nu genera tensiuni tangentiale care sa impiedice inchiderea corecta a matritei si a nu solicita defavorabil elementele de ghidare
Realizarea unei roti cu butuc
-Este o piesa cilindrica-Are un butuc-Prezinta o gaura ce nu poate fi realizata prin forjare fiind lunga si de diametre mic
Forma tehnologica a piesei (albastru) copiaza piesa finita dar va avea
-Adaosuri de prelucrare pe suprafetele care se vor prelucra-Suprafetele paralele cu directia forjarii vor fi inclinate-Unghiurile diedre vor fi rotunjite-Nu va prezenta zone moarte (intranduri perpendiculare pe directia forjarii-Nu va avea gauri de diametru mic (sa nu fie necesare poansoane subtiri care s-ar putea rupe in procesul forjarii)
Planul de separare intre matrite (se ia in sectiunea cea mai mare si trebie sa asigure curgerea materialului si scoaterea piesei din matrita)
Desfasurarea procesului
Determinarea greutatii si a a formei semifabricatului de pornire
Piesa fiind mica va fi realizata dintr-un semifabricat laminat Gsp=Gpf+Gpo+GbGb=aprox07Vbρ
Forma semifabricatului de pornire sa fie cat mai aproape de forma piesei forjate
Incalzirea semifabricatului
Curatirea prin suflare (cu aer comprimat) si ungerea cavitatii matritei pentru a facilita curgerea materialului in matrita si scoaterea piesei
Asezarea semifabricatului in semimatrita inferioara
1 2
3 4
DEBAVURAREA
Inlaturarea bavurii formate in timpul forjarii in matrita deschisa
La cald-cand bavura este mare si necesita forta mare de debavurare
Deoarece piesa poate rezulta deformata din cauza fortelor de deformare se face obligatoriu o calibrare
La rece-cand nu necesita forta mare de debavurare
Cel mai adesea
Consta in impingerea piesei printr-o matrita de debavurare (bavura exterioara)
Consta in taierea bavurii cu ajutorul unui poanson (bavura exterioara)
F
Matrita de debavurare fara gulerbullAre avantajul reducerii frecarii dintre piesa si matritabullAre dezavantajul ca nu poate fi reconditionata la aceeasi dimensiune
Matrita de debavurare cu gulerbullAre avantajul posibilitatii de reconditionare la aceeasi dimensiunebullAre dezavantajul frecarii dintre piesa si matrita (forta mare distrugerea calitatii suprafetei)
FORJAREA IN MATRITE INCHISE
Are avantajul obtinerii pieselor fara bavuraNu necesita debavurareNu exista pierderi de material prin bavura
Procedeu complexInstalatii complexeNu se poate aplica decat anumitor categorii de piese
Obtinerea unui bulon cu cap sferic
1 2 3
5
4
a f
bb
c
d d
FF
1-corpul matrita2-semimatrita stanga3-poanson (al 3-lea element de inchidere)4-semimatrita dreapta5-materialul supus deformarii6-cutit de taiere
6
Laminarea semifabricatelor Laminarea semifabricatelor are urmatoarele dezavantaje are urmatoarele dezavantaje
bullProcesul laminarii se desfasoara la cald si Procesul laminarii se desfasoara la cald si deci cu consum de energie maredeci cu consum de energie marebullNu se pot obtine semifabricate cu sectiune Nu se pot obtine semifabricate cu sectiune mica deoarece procesul de oxidare ar putea mica deoarece procesul de oxidare ar putea afecta intreaga masa a materialuluiafecta intreaga masa a materialuluibullNu se pot obtine semifabricate de precizie Nu se pot obtine semifabricate de precizie dimensionala si de forma ridicatadimensionala si de forma ridicata
TragereaTragerea
Este o operatie de deformare plastica la rece Este o operatie de deformare plastica la rece (cel mai adesea) care consta in trecerea (cel mai adesea) care consta in trecerea materialului prin orificiul unei scule numite materialului prin orificiul unei scule numite filiera
Prin aceasta filiera va atribui materialului forma dimensiunile si precizia corespunzatoare
Ft
1
2
3
4
5
Fr
1 Filiea1 Filiea2 Materialul supus tragerii2 Materialul supus tragerii3 Forta care actioneaza asupra 3 Forta care actioneaza asupra materialului in timpul deformariimaterialului in timpul deformarii4 Forta de deformare4 Forta de deformare5 Forta de respingere F5 Forta de respingere Frr
SS00 sectiunea initiala a materialului sectiunea initiala a materialuluiSSuu sectiunea rezultata dupa sectiunea rezultata dupa tragerea materialuluitragerea materialului
S0Su
CONDITIA TRAGERIICONDITIA TRAGERIIFFttgtFgtFrr
FFttltForta la rupere a materialului ltForta la rupere a materialului in sectiunea cea mai micain sectiunea cea mai mica
FFttltRltRmmSSuu sau F sau FttltltσσrrSSuuCOEFICIENTUL DE TRAGERECOEFICIENTUL DE TRAGERE
FilieraFiliera reprezinta scula de deformare Prin urmare are o reprezinta scula de deformare Prin urmare are o deosebita importantadeosebita importanta
1
2
36
5
4
Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si printr-un profil transversalprintr-un profil transversal
Profilul longitudinal este format dintr-o Profilul longitudinal este format dintr-o succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)1-conul de intrare (rol de protectie)1-conul de intrare (rol de protectie)2 Conul de ungere (lubrifiere)2 Conul de ungere (lubrifiere)3 Conul de deformare3 Conul de deformare4 Zona de calibrare4 Zona de calibrare5 Conul de iesire5 Conul de iesire6 Conul de protectie la iesire a filierei6 Conul de protectie la iesire a filierei
Profilul transversal este dat de zona de calibrare care Profilul transversal este dat de zona de calibrare care confera materialului geometria si dimensiunile confera materialului geometria si dimensiunile sectiunii transversale sectiunii transversale
Materialele utilizate la executarea filierei trebuie saMaterialele utilizate la executarea filierei trebuie sa- aiba duritate ridicataaiba duritate ridicata- sa aiba o mare rezistenta la uzurasa aiba o mare rezistenta la uzura
Ele se clasifica in functie de modul de reconditionareEle se clasifica in functie de modul de reconditionare
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la aceeasi se reconditioneaza la aceeasi dimensiunedimensiune
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la o se reconditioneaza la o dimensiune superioaradimensiune superioara
- Otelurile de sculeOtelurile de scule- Otelurile rapideOtelurile rapide
-Carburile (indeosebi cele de -Carburile (indeosebi cele de wolfram)wolfram)- Diamantul- Diamantul
Se reconditioneaza prinSe reconditioneaza prin-Recoacere de inmuiereRecoacere de inmuiere-Forjare (aducere la dimensiunea dorita)Forjare (aducere la dimensiunea dorita)-Prelucrare mecanicaPrelucrare mecanica-Tratament termicTratament termic-SlefuireSlefuire
Prelucrare prin slefuire la o Prelucrare prin slefuire la o dimensiune superioaradimensiune superioara
Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului filierei aceasta se monteaza intr-o portfilierafilierei aceasta se monteaza intr-o portfiliera
1
2
3
4
5
6 7
1 filiera1 filiera2 portfiliera2 portfiliera3 materialul supus tragerii3 materialul supus tragerii4 canal de racire cu apa4 canal de racire cu apa5 batiul masinii de tras5 batiul masinii de tras6 bolt de prindere6 bolt de prindere7 cutia de lubrifiant solid7 cutia de lubrifiant solid
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
9
Laminor profilat cu profil deschis Laminor profilat cu profil inchis
Prin laminare se pot obtine si tevi nesudate (dupa procedeul Manesmann) Acest procedeu utilizeaza laminoare speciale care din punct de vedere constructiv a suferit diferite modificari
FORJAREAFORJAREA
Este operatia de prelucrare prin Este operatia de prelucrare prin deformare plastica la rece sau la cald in deformare plastica la rece sau la cald in
vederea obtinerii unor semifabricatevederea obtinerii unor semifabricate
La rece TLa rece TlucrulucrultTltTrr (recristalizare) (recristalizare) La cald TLa cald TlucrulucrugtTgtTrr (recristalizare) (recristalizare)
TTrr (recristalizare)=04T (recristalizare)=04Ttoptop (K) (K)
AvantajeAvantajeNu necesita incalzireNu necesita incalzireSe obtin proprietati mai buneSe obtin proprietati mai buneMaterialul nu se oxideazaMaterialul nu se oxideaza
DezavantajeDezavantajeForta necesara procesului este mareNecesita utilaje de forta mare
AvantajeAvantajeNu necesita forte mari de deformareNu necesita utilaje de forta mare
DezavantajeDezavantajeNecesita incalzire (costuri)Materialul se oxideazaNu se poate aplica la materiale cu sectine mica
Diagrama de incalzire prelucrareDiagrama de incalzire prelucrare
T K
Ttop
Tinc
Trecr
1 2 3 4 5 6 7
8 Timpul ore
1 2 ndash etapa de incalzire a materialului3 ndash etapa de mentinere pentru omogenizarea temperaturii in material4 ndash etapa prelucrarii5 ndash reincalzirea materialului daca prelucrare nu a fost terminata6 ndash etapa mentinerii pentru o noua omogenizare a temperaturii7 ndash o noua prelucrare a materialului pentru a fi adus la forma si dimensiunile finale- etapele 5 6 7 se reiau de cate ori este nevoie- ideal ar fi ca prelucrarea sa poata avea loc intr-un singur ciclu8 ndash racirea finala a semifabricatului cu o viteza care sa-i confere proprietatile dorite
Incalzirea are loc in doua faze 1 si 2Incalzirea din prima etapa este lenta pentru a evita aparitia unor tensiuni din cauza diferentei de temperatura dintre zona exterioara si miezul materialului (materialul fiind rigid neavand o plasticitate corespunzatoare deformarii)In a doua etapa incalzirea se face rapid pentru evitarea oxidarii pronuntate a materialului si cresterea grauntilor cristalini (materialul are plasticitatea necesara deformarii sub actiunea tensiunilor interne generate de diferenta de temperatura)Incalzirea se face sub linia solidus (cu aprox 30-50 grC) pentru evitarea aparitiei unor faze lichide si a cresterii pronuntate a grauntilor sau a arderii materialului (oxidare intercristalina)
ForjareaForjareain functie de energia in functie de energia utilizata in procesul utilizata in procesul
deformariideformarii
Forjarea manualaForjarea manuala Forjarea Forjarea mecanizatamecanizata
In functie de controlul procesului de deformare
Forjare liberaForjare libera Forjare in matritaForjare in matrita
Nu se poate controla procesul deformarii
Utilizeaza scule simpleCiocaneBaroaseDaltiClesti etc
Controleaza procesul deformarii
Utilizeaza matrite care atribuie piesei forma si dimensiunile cavitatii
acesteia
LEGILE DEFORMARII PLASTICE
Legea volumului constant
Legea minimei rezistente
Legea coexistentei deformarii elastice cu cea a deformarii
plastice
La deformarea plastica volumul semifabricatului dinainte de deformare este egal cu volumul semifabricatului de dupa
deformare
Deformarea plastica a materialului are loc intotdeauna dupa directia in care intampina cea mai mica rezistenta
Deformarea elasica coexista cu deformarea plastica Deformarea elastica precede deformarea plastica
In unele situatii si la diferite materiale apar modificari de volum (neimportante) datorate unor transformari printre
care si transformari de faza insotite de aparitia unor constituienti structurali (faze) noi
OPERATII DE BAZA ALE FORJARIIOPERATII DE BAZA ALE FORJARII
Lungirea Latirea
2
1
2
1
1 ndash sabota (elementul de actiune) 2- nicovala (elementul de reactiune)
Urmareste cresterea dimensiunii longitudinale a materialului supus forjarii (in sensul lungirii) pe seama reducerii grosimii acestuia Materialul se lateste nesemnificativ in raport cu lungirea lui
Nicovala si sabota trebuie sa aiba dimensiunea minima orientata in directia lungirii
Urmareste cresterea dimensiunii transversale a materialului supus forjarii (in sensul latirii) pe
seama reducerii grosimii acestuia Materialul se lungeste nesemnificativ in raport cu latirea lui
Nicovala si sabota trebuie sa aiba dimensiunea minima orientata in directia latirii
Materialul se deplaseaza dupa directia cea mai apropiata de conturul sculei de
deformareCea mai mare cantitate de material (A) se deplaseaza catre latura mare a sculei iar
cea mai mica (B) catre latura mica a sculei
A
AB B
1
3
1
2
3
Lungirea pe dorn Latirea pe dorn
Urmareste cresterea lungimii unei tevi prin micsorarea grosimii peretelui tevii
initiale si controlul (prin intermediul dornului) a diametrului interior
Urmareste cresterea diametrului (interior si exterior) a unui inel prin
micsorarea grosimii peretelui inelului initial
1 ndash sabota 2- nicovala 3 ndash dornul
1
2
1 3
Taierea cu 2 daltiTaierea cu o dalta
1 ndash dalta 2- masa de lucru (suport) 3 ndash dalta inferioara
Urmareste impartirea semifabricatului incalzit in doua componente cu
ajutorul unei (doua) scule numita dalta
Se realizeaza in doua fazebullTaierea pe o partebullIntoarcerea materialuluibullTaierea completa cu ruperea materialului dupa fisura ldquoardquo
aa
Se realizeaza intr-o singura fazabullTaierea simultana cu doua daltibullRuperea materialului dupa fisura ldquoardquo
TAIEREA
Gaurirea
Pentru gauri mici cu dorn plin
Pentru gauri mari cu dorn tubular
Se realizeaza in doua faze1Faza de impungere2Faza de strapungere (dupa intoarcerea piesei)
Gaura fiind mica dornul nu poate fi tubular deoarece ar avea o sectiune mica si s-ar rupe
Gaura fiind mare dornul poate fi tubular deoarece are o sectiune suficient de mare
Semifabricatul rezulta bombat (umflat la mijloc) si necesita o operatie ulterioara de cilindrare
3
2
1
1-piesa2-poanson3-nicovala
Indoirea
Urmareste cresterea sectiunii transversale pe seama
micsorarii inaltimii materialului
R
R1
R1gtR aFixare Forta de indoireDupa indoire forta este inlaturata si apare relaxarea elastica ldquoardquo
Forta de indoire
Refularea
Urmareste obtinerea unor semifabricate a caror forme
copiaza un model
Dupa refulare se aplica si o operatie de cilindrare
FFSabota
Nicovala
Material
Model
FORJAREA LIBERA
FORJAREA LIBERA (manuala sau mecanizata)
Utilizeaza scule simple (ciocane baroase dalti clesti compase pentru masurare etc)
Se realizeaza ca o succesiune a operatiilor simple ale deformarii plastice
Nu poate controla procesul de deformare ca marime si directie (volumul de material deplasat si directia dupa care se deplaseaza materialul)
LA FORJAREA LIBERA
Se porneste de la desenul de executie a piesei
Se stabileste desenul piesei forjate
Se determina greutatea semifabricatului de pornire
Desenul piesei forjate difera de piesa finita atat
ca marime cat si ca forma
Ca marime-se lasa adaosuri de prelucrare pe
suprafetele ce se vor prelucra
Exista forme tehnologice (alte forme neputand a fi prelucrate prin forjare)
Cand se porneste de la lingouGsp=Gpf+Gcl+Gpl+Gpo+Gpg
Cand se porneste de la un laminat
Gsp=Gpf+Gpo+Gpg
FORME TEHNOLOGICE
bullNu se pot realiza suprafete inclinate deoarece suprafetele elementelor de actiune si de reactiune sunt orizontalebullNu se pot obtine piese cu proeminente pe amandoua partile deoarece s-ar indoi la prelucrarea prin forjare
bullFormele complexe se obtin prin indoirebullGaurile mici se prelucreaza prin aschiere deoarece ar necesita dornuri de gaurire subtiri care s-ar rupebullAlte forme complexe se descompun in forme simple ce se prelucreaza prin forjare dupa care se imbina prin sudare
OBTINEREA UNUI ARBORE COTIT SIMPLU PRIN FORJARE LIBERA
Alegerea formei si stabilirea semifabricatului de pornireForma trebuie sa fie cat mai apropiata de cea a piesei In acest caz semifabricatul din imagine
Prelucrarea prin refulare lungire si latire pentru a-l aduce la sectiunea transversala a piesei
Insemnarea cu ajutorul daltilor
Formarea capetelor prin lungire latire
Rotunjirea capetelor cu sculele speciale 1 de fasonare
Taierea capetelor la lungimea prevazuta in desen cu dalti
F
F
1
FORJAREA IN MATRITA
Forjarea in matrita este o forjare mecanizata
Permite controlul deformarii atat ca directie cat si ca volum de material
Operatiile de baza se suprapun Ele se desfasoara simultan
Se poate realiza in-matrita deschisa (are canal de bavura)-matrita inchisa
Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de dimensiuni mici (nu necesita matrita mare si utilaje de forta mare) si forma complexa dintr-o gama variata de metale si aliajeProcedeul se aplica la serii mari de fabricatie
FORJAREA IN MATRITE DESCHISE
Matrita este scula de deformare
1
2
3
5
6
4
9
7
8
1-semimatrita superioara2-semimatrita inferioara3-cavitatea semimatritei sup4-cavitatea semimatritei inf5-canalul de bavura6-canalul de refulare7-prinderea semimatritei sup8-prinderea semimatritei inf9-elemente de ghidare (stifturi)10-planul de separare
F
F
10
Conditii impuse matritelor
Suprafetele paralele cu directia forjarii sa fie usor inclinate
-Asigura o curgere mai usoara a materialului in matrita-Asigura o scoatere mai usoara a piesei din matrita
Unghiurile diedre sa fie rotunjite
-Evitarea formarii concentratorilor de tensiune si ruperea matritei-Pentru umplerea corespunzatoare a matritei (varfurile sunt spatii inguste unde materialul curge greu-Evitarea blocarii piesei in matrita
Sa aiba canal de bavura si de refulare
-Asigura indepartarea surplusului de material-Controleaza procesul de umplere
Pentru marcarea centrului gaurilor si pentru alte functii sunt prevazute proeminente
-Acestea sa nu fie subtiri pentru ca se pot rupe-Acestea sa nu fie inalte pentru a nu se rupe-Sa aiba varful ascutit pentru a favoriza curgerea materialului
Planul de separare sa fie perpendicular pe directia de actiune a fortelor
Pentru a nu genera tensiuni tangentiale care sa impiedice inchiderea corecta a matritei si a nu solicita defavorabil elementele de ghidare
Realizarea unei roti cu butuc
-Este o piesa cilindrica-Are un butuc-Prezinta o gaura ce nu poate fi realizata prin forjare fiind lunga si de diametre mic
Forma tehnologica a piesei (albastru) copiaza piesa finita dar va avea
-Adaosuri de prelucrare pe suprafetele care se vor prelucra-Suprafetele paralele cu directia forjarii vor fi inclinate-Unghiurile diedre vor fi rotunjite-Nu va prezenta zone moarte (intranduri perpendiculare pe directia forjarii-Nu va avea gauri de diametru mic (sa nu fie necesare poansoane subtiri care s-ar putea rupe in procesul forjarii)
Planul de separare intre matrite (se ia in sectiunea cea mai mare si trebie sa asigure curgerea materialului si scoaterea piesei din matrita)
Desfasurarea procesului
Determinarea greutatii si a a formei semifabricatului de pornire
Piesa fiind mica va fi realizata dintr-un semifabricat laminat Gsp=Gpf+Gpo+GbGb=aprox07Vbρ
Forma semifabricatului de pornire sa fie cat mai aproape de forma piesei forjate
Incalzirea semifabricatului
Curatirea prin suflare (cu aer comprimat) si ungerea cavitatii matritei pentru a facilita curgerea materialului in matrita si scoaterea piesei
Asezarea semifabricatului in semimatrita inferioara
1 2
3 4
DEBAVURAREA
Inlaturarea bavurii formate in timpul forjarii in matrita deschisa
La cald-cand bavura este mare si necesita forta mare de debavurare
Deoarece piesa poate rezulta deformata din cauza fortelor de deformare se face obligatoriu o calibrare
La rece-cand nu necesita forta mare de debavurare
Cel mai adesea
Consta in impingerea piesei printr-o matrita de debavurare (bavura exterioara)
Consta in taierea bavurii cu ajutorul unui poanson (bavura exterioara)
F
Matrita de debavurare fara gulerbullAre avantajul reducerii frecarii dintre piesa si matritabullAre dezavantajul ca nu poate fi reconditionata la aceeasi dimensiune
Matrita de debavurare cu gulerbullAre avantajul posibilitatii de reconditionare la aceeasi dimensiunebullAre dezavantajul frecarii dintre piesa si matrita (forta mare distrugerea calitatii suprafetei)
FORJAREA IN MATRITE INCHISE
Are avantajul obtinerii pieselor fara bavuraNu necesita debavurareNu exista pierderi de material prin bavura
Procedeu complexInstalatii complexeNu se poate aplica decat anumitor categorii de piese
Obtinerea unui bulon cu cap sferic
1 2 3
5
4
a f
bb
c
d d
FF
1-corpul matrita2-semimatrita stanga3-poanson (al 3-lea element de inchidere)4-semimatrita dreapta5-materialul supus deformarii6-cutit de taiere
6
Laminarea semifabricatelor Laminarea semifabricatelor are urmatoarele dezavantaje are urmatoarele dezavantaje
bullProcesul laminarii se desfasoara la cald si Procesul laminarii se desfasoara la cald si deci cu consum de energie maredeci cu consum de energie marebullNu se pot obtine semifabricate cu sectiune Nu se pot obtine semifabricate cu sectiune mica deoarece procesul de oxidare ar putea mica deoarece procesul de oxidare ar putea afecta intreaga masa a materialuluiafecta intreaga masa a materialuluibullNu se pot obtine semifabricate de precizie Nu se pot obtine semifabricate de precizie dimensionala si de forma ridicatadimensionala si de forma ridicata
TragereaTragerea
Este o operatie de deformare plastica la rece Este o operatie de deformare plastica la rece (cel mai adesea) care consta in trecerea (cel mai adesea) care consta in trecerea materialului prin orificiul unei scule numite materialului prin orificiul unei scule numite filiera
Prin aceasta filiera va atribui materialului forma dimensiunile si precizia corespunzatoare
Ft
1
2
3
4
5
Fr
1 Filiea1 Filiea2 Materialul supus tragerii2 Materialul supus tragerii3 Forta care actioneaza asupra 3 Forta care actioneaza asupra materialului in timpul deformariimaterialului in timpul deformarii4 Forta de deformare4 Forta de deformare5 Forta de respingere F5 Forta de respingere Frr
SS00 sectiunea initiala a materialului sectiunea initiala a materialuluiSSuu sectiunea rezultata dupa sectiunea rezultata dupa tragerea materialuluitragerea materialului
S0Su
CONDITIA TRAGERIICONDITIA TRAGERIIFFttgtFgtFrr
FFttltForta la rupere a materialului ltForta la rupere a materialului in sectiunea cea mai micain sectiunea cea mai mica
FFttltRltRmmSSuu sau F sau FttltltσσrrSSuuCOEFICIENTUL DE TRAGERECOEFICIENTUL DE TRAGERE
FilieraFiliera reprezinta scula de deformare Prin urmare are o reprezinta scula de deformare Prin urmare are o deosebita importantadeosebita importanta
1
2
36
5
4
Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si printr-un profil transversalprintr-un profil transversal
Profilul longitudinal este format dintr-o Profilul longitudinal este format dintr-o succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)1-conul de intrare (rol de protectie)1-conul de intrare (rol de protectie)2 Conul de ungere (lubrifiere)2 Conul de ungere (lubrifiere)3 Conul de deformare3 Conul de deformare4 Zona de calibrare4 Zona de calibrare5 Conul de iesire5 Conul de iesire6 Conul de protectie la iesire a filierei6 Conul de protectie la iesire a filierei
Profilul transversal este dat de zona de calibrare care Profilul transversal este dat de zona de calibrare care confera materialului geometria si dimensiunile confera materialului geometria si dimensiunile sectiunii transversale sectiunii transversale
Materialele utilizate la executarea filierei trebuie saMaterialele utilizate la executarea filierei trebuie sa- aiba duritate ridicataaiba duritate ridicata- sa aiba o mare rezistenta la uzurasa aiba o mare rezistenta la uzura
Ele se clasifica in functie de modul de reconditionareEle se clasifica in functie de modul de reconditionare
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la aceeasi se reconditioneaza la aceeasi dimensiunedimensiune
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la o se reconditioneaza la o dimensiune superioaradimensiune superioara
- Otelurile de sculeOtelurile de scule- Otelurile rapideOtelurile rapide
-Carburile (indeosebi cele de -Carburile (indeosebi cele de wolfram)wolfram)- Diamantul- Diamantul
Se reconditioneaza prinSe reconditioneaza prin-Recoacere de inmuiereRecoacere de inmuiere-Forjare (aducere la dimensiunea dorita)Forjare (aducere la dimensiunea dorita)-Prelucrare mecanicaPrelucrare mecanica-Tratament termicTratament termic-SlefuireSlefuire
Prelucrare prin slefuire la o Prelucrare prin slefuire la o dimensiune superioaradimensiune superioara
Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului filierei aceasta se monteaza intr-o portfilierafilierei aceasta se monteaza intr-o portfiliera
1
2
3
4
5
6 7
1 filiera1 filiera2 portfiliera2 portfiliera3 materialul supus tragerii3 materialul supus tragerii4 canal de racire cu apa4 canal de racire cu apa5 batiul masinii de tras5 batiul masinii de tras6 bolt de prindere6 bolt de prindere7 cutia de lubrifiant solid7 cutia de lubrifiant solid
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
FORJAREAFORJAREA
Este operatia de prelucrare prin Este operatia de prelucrare prin deformare plastica la rece sau la cald in deformare plastica la rece sau la cald in
vederea obtinerii unor semifabricatevederea obtinerii unor semifabricate
La rece TLa rece TlucrulucrultTltTrr (recristalizare) (recristalizare) La cald TLa cald TlucrulucrugtTgtTrr (recristalizare) (recristalizare)
TTrr (recristalizare)=04T (recristalizare)=04Ttoptop (K) (K)
AvantajeAvantajeNu necesita incalzireNu necesita incalzireSe obtin proprietati mai buneSe obtin proprietati mai buneMaterialul nu se oxideazaMaterialul nu se oxideaza
DezavantajeDezavantajeForta necesara procesului este mareNecesita utilaje de forta mare
AvantajeAvantajeNu necesita forte mari de deformareNu necesita utilaje de forta mare
DezavantajeDezavantajeNecesita incalzire (costuri)Materialul se oxideazaNu se poate aplica la materiale cu sectine mica
Diagrama de incalzire prelucrareDiagrama de incalzire prelucrare
T K
Ttop
Tinc
Trecr
1 2 3 4 5 6 7
8 Timpul ore
1 2 ndash etapa de incalzire a materialului3 ndash etapa de mentinere pentru omogenizarea temperaturii in material4 ndash etapa prelucrarii5 ndash reincalzirea materialului daca prelucrare nu a fost terminata6 ndash etapa mentinerii pentru o noua omogenizare a temperaturii7 ndash o noua prelucrare a materialului pentru a fi adus la forma si dimensiunile finale- etapele 5 6 7 se reiau de cate ori este nevoie- ideal ar fi ca prelucrarea sa poata avea loc intr-un singur ciclu8 ndash racirea finala a semifabricatului cu o viteza care sa-i confere proprietatile dorite
Incalzirea are loc in doua faze 1 si 2Incalzirea din prima etapa este lenta pentru a evita aparitia unor tensiuni din cauza diferentei de temperatura dintre zona exterioara si miezul materialului (materialul fiind rigid neavand o plasticitate corespunzatoare deformarii)In a doua etapa incalzirea se face rapid pentru evitarea oxidarii pronuntate a materialului si cresterea grauntilor cristalini (materialul are plasticitatea necesara deformarii sub actiunea tensiunilor interne generate de diferenta de temperatura)Incalzirea se face sub linia solidus (cu aprox 30-50 grC) pentru evitarea aparitiei unor faze lichide si a cresterii pronuntate a grauntilor sau a arderii materialului (oxidare intercristalina)
ForjareaForjareain functie de energia in functie de energia utilizata in procesul utilizata in procesul
deformariideformarii
Forjarea manualaForjarea manuala Forjarea Forjarea mecanizatamecanizata
In functie de controlul procesului de deformare
Forjare liberaForjare libera Forjare in matritaForjare in matrita
Nu se poate controla procesul deformarii
Utilizeaza scule simpleCiocaneBaroaseDaltiClesti etc
Controleaza procesul deformarii
Utilizeaza matrite care atribuie piesei forma si dimensiunile cavitatii
acesteia
LEGILE DEFORMARII PLASTICE
Legea volumului constant
Legea minimei rezistente
Legea coexistentei deformarii elastice cu cea a deformarii
plastice
La deformarea plastica volumul semifabricatului dinainte de deformare este egal cu volumul semifabricatului de dupa
deformare
Deformarea plastica a materialului are loc intotdeauna dupa directia in care intampina cea mai mica rezistenta
Deformarea elasica coexista cu deformarea plastica Deformarea elastica precede deformarea plastica
In unele situatii si la diferite materiale apar modificari de volum (neimportante) datorate unor transformari printre
care si transformari de faza insotite de aparitia unor constituienti structurali (faze) noi
OPERATII DE BAZA ALE FORJARIIOPERATII DE BAZA ALE FORJARII
Lungirea Latirea
2
1
2
1
1 ndash sabota (elementul de actiune) 2- nicovala (elementul de reactiune)
Urmareste cresterea dimensiunii longitudinale a materialului supus forjarii (in sensul lungirii) pe seama reducerii grosimii acestuia Materialul se lateste nesemnificativ in raport cu lungirea lui
Nicovala si sabota trebuie sa aiba dimensiunea minima orientata in directia lungirii
Urmareste cresterea dimensiunii transversale a materialului supus forjarii (in sensul latirii) pe
seama reducerii grosimii acestuia Materialul se lungeste nesemnificativ in raport cu latirea lui
Nicovala si sabota trebuie sa aiba dimensiunea minima orientata in directia latirii
Materialul se deplaseaza dupa directia cea mai apropiata de conturul sculei de
deformareCea mai mare cantitate de material (A) se deplaseaza catre latura mare a sculei iar
cea mai mica (B) catre latura mica a sculei
A
AB B
1
3
1
2
3
Lungirea pe dorn Latirea pe dorn
Urmareste cresterea lungimii unei tevi prin micsorarea grosimii peretelui tevii
initiale si controlul (prin intermediul dornului) a diametrului interior
Urmareste cresterea diametrului (interior si exterior) a unui inel prin
micsorarea grosimii peretelui inelului initial
1 ndash sabota 2- nicovala 3 ndash dornul
1
2
1 3
Taierea cu 2 daltiTaierea cu o dalta
1 ndash dalta 2- masa de lucru (suport) 3 ndash dalta inferioara
Urmareste impartirea semifabricatului incalzit in doua componente cu
ajutorul unei (doua) scule numita dalta
Se realizeaza in doua fazebullTaierea pe o partebullIntoarcerea materialuluibullTaierea completa cu ruperea materialului dupa fisura ldquoardquo
aa
Se realizeaza intr-o singura fazabullTaierea simultana cu doua daltibullRuperea materialului dupa fisura ldquoardquo
TAIEREA
Gaurirea
Pentru gauri mici cu dorn plin
Pentru gauri mari cu dorn tubular
Se realizeaza in doua faze1Faza de impungere2Faza de strapungere (dupa intoarcerea piesei)
Gaura fiind mica dornul nu poate fi tubular deoarece ar avea o sectiune mica si s-ar rupe
Gaura fiind mare dornul poate fi tubular deoarece are o sectiune suficient de mare
Semifabricatul rezulta bombat (umflat la mijloc) si necesita o operatie ulterioara de cilindrare
3
2
1
1-piesa2-poanson3-nicovala
Indoirea
Urmareste cresterea sectiunii transversale pe seama
micsorarii inaltimii materialului
R
R1
R1gtR aFixare Forta de indoireDupa indoire forta este inlaturata si apare relaxarea elastica ldquoardquo
Forta de indoire
Refularea
Urmareste obtinerea unor semifabricate a caror forme
copiaza un model
Dupa refulare se aplica si o operatie de cilindrare
FFSabota
Nicovala
Material
Model
FORJAREA LIBERA
FORJAREA LIBERA (manuala sau mecanizata)
Utilizeaza scule simple (ciocane baroase dalti clesti compase pentru masurare etc)
Se realizeaza ca o succesiune a operatiilor simple ale deformarii plastice
Nu poate controla procesul de deformare ca marime si directie (volumul de material deplasat si directia dupa care se deplaseaza materialul)
LA FORJAREA LIBERA
Se porneste de la desenul de executie a piesei
Se stabileste desenul piesei forjate
Se determina greutatea semifabricatului de pornire
Desenul piesei forjate difera de piesa finita atat
ca marime cat si ca forma
Ca marime-se lasa adaosuri de prelucrare pe
suprafetele ce se vor prelucra
Exista forme tehnologice (alte forme neputand a fi prelucrate prin forjare)
Cand se porneste de la lingouGsp=Gpf+Gcl+Gpl+Gpo+Gpg
Cand se porneste de la un laminat
Gsp=Gpf+Gpo+Gpg
FORME TEHNOLOGICE
bullNu se pot realiza suprafete inclinate deoarece suprafetele elementelor de actiune si de reactiune sunt orizontalebullNu se pot obtine piese cu proeminente pe amandoua partile deoarece s-ar indoi la prelucrarea prin forjare
bullFormele complexe se obtin prin indoirebullGaurile mici se prelucreaza prin aschiere deoarece ar necesita dornuri de gaurire subtiri care s-ar rupebullAlte forme complexe se descompun in forme simple ce se prelucreaza prin forjare dupa care se imbina prin sudare
OBTINEREA UNUI ARBORE COTIT SIMPLU PRIN FORJARE LIBERA
Alegerea formei si stabilirea semifabricatului de pornireForma trebuie sa fie cat mai apropiata de cea a piesei In acest caz semifabricatul din imagine
Prelucrarea prin refulare lungire si latire pentru a-l aduce la sectiunea transversala a piesei
Insemnarea cu ajutorul daltilor
Formarea capetelor prin lungire latire
Rotunjirea capetelor cu sculele speciale 1 de fasonare
Taierea capetelor la lungimea prevazuta in desen cu dalti
F
F
1
FORJAREA IN MATRITA
Forjarea in matrita este o forjare mecanizata
Permite controlul deformarii atat ca directie cat si ca volum de material
Operatiile de baza se suprapun Ele se desfasoara simultan
Se poate realiza in-matrita deschisa (are canal de bavura)-matrita inchisa
Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de dimensiuni mici (nu necesita matrita mare si utilaje de forta mare) si forma complexa dintr-o gama variata de metale si aliajeProcedeul se aplica la serii mari de fabricatie
FORJAREA IN MATRITE DESCHISE
Matrita este scula de deformare
1
2
3
5
6
4
9
7
8
1-semimatrita superioara2-semimatrita inferioara3-cavitatea semimatritei sup4-cavitatea semimatritei inf5-canalul de bavura6-canalul de refulare7-prinderea semimatritei sup8-prinderea semimatritei inf9-elemente de ghidare (stifturi)10-planul de separare
F
F
10
Conditii impuse matritelor
Suprafetele paralele cu directia forjarii sa fie usor inclinate
-Asigura o curgere mai usoara a materialului in matrita-Asigura o scoatere mai usoara a piesei din matrita
Unghiurile diedre sa fie rotunjite
-Evitarea formarii concentratorilor de tensiune si ruperea matritei-Pentru umplerea corespunzatoare a matritei (varfurile sunt spatii inguste unde materialul curge greu-Evitarea blocarii piesei in matrita
Sa aiba canal de bavura si de refulare
-Asigura indepartarea surplusului de material-Controleaza procesul de umplere
Pentru marcarea centrului gaurilor si pentru alte functii sunt prevazute proeminente
-Acestea sa nu fie subtiri pentru ca se pot rupe-Acestea sa nu fie inalte pentru a nu se rupe-Sa aiba varful ascutit pentru a favoriza curgerea materialului
Planul de separare sa fie perpendicular pe directia de actiune a fortelor
Pentru a nu genera tensiuni tangentiale care sa impiedice inchiderea corecta a matritei si a nu solicita defavorabil elementele de ghidare
Realizarea unei roti cu butuc
-Este o piesa cilindrica-Are un butuc-Prezinta o gaura ce nu poate fi realizata prin forjare fiind lunga si de diametre mic
Forma tehnologica a piesei (albastru) copiaza piesa finita dar va avea
-Adaosuri de prelucrare pe suprafetele care se vor prelucra-Suprafetele paralele cu directia forjarii vor fi inclinate-Unghiurile diedre vor fi rotunjite-Nu va prezenta zone moarte (intranduri perpendiculare pe directia forjarii-Nu va avea gauri de diametru mic (sa nu fie necesare poansoane subtiri care s-ar putea rupe in procesul forjarii)
Planul de separare intre matrite (se ia in sectiunea cea mai mare si trebie sa asigure curgerea materialului si scoaterea piesei din matrita)
Desfasurarea procesului
Determinarea greutatii si a a formei semifabricatului de pornire
Piesa fiind mica va fi realizata dintr-un semifabricat laminat Gsp=Gpf+Gpo+GbGb=aprox07Vbρ
Forma semifabricatului de pornire sa fie cat mai aproape de forma piesei forjate
Incalzirea semifabricatului
Curatirea prin suflare (cu aer comprimat) si ungerea cavitatii matritei pentru a facilita curgerea materialului in matrita si scoaterea piesei
Asezarea semifabricatului in semimatrita inferioara
1 2
3 4
DEBAVURAREA
Inlaturarea bavurii formate in timpul forjarii in matrita deschisa
La cald-cand bavura este mare si necesita forta mare de debavurare
Deoarece piesa poate rezulta deformata din cauza fortelor de deformare se face obligatoriu o calibrare
La rece-cand nu necesita forta mare de debavurare
Cel mai adesea
Consta in impingerea piesei printr-o matrita de debavurare (bavura exterioara)
Consta in taierea bavurii cu ajutorul unui poanson (bavura exterioara)
F
Matrita de debavurare fara gulerbullAre avantajul reducerii frecarii dintre piesa si matritabullAre dezavantajul ca nu poate fi reconditionata la aceeasi dimensiune
Matrita de debavurare cu gulerbullAre avantajul posibilitatii de reconditionare la aceeasi dimensiunebullAre dezavantajul frecarii dintre piesa si matrita (forta mare distrugerea calitatii suprafetei)
FORJAREA IN MATRITE INCHISE
Are avantajul obtinerii pieselor fara bavuraNu necesita debavurareNu exista pierderi de material prin bavura
Procedeu complexInstalatii complexeNu se poate aplica decat anumitor categorii de piese
Obtinerea unui bulon cu cap sferic
1 2 3
5
4
a f
bb
c
d d
FF
1-corpul matrita2-semimatrita stanga3-poanson (al 3-lea element de inchidere)4-semimatrita dreapta5-materialul supus deformarii6-cutit de taiere
6
Laminarea semifabricatelor Laminarea semifabricatelor are urmatoarele dezavantaje are urmatoarele dezavantaje
bullProcesul laminarii se desfasoara la cald si Procesul laminarii se desfasoara la cald si deci cu consum de energie maredeci cu consum de energie marebullNu se pot obtine semifabricate cu sectiune Nu se pot obtine semifabricate cu sectiune mica deoarece procesul de oxidare ar putea mica deoarece procesul de oxidare ar putea afecta intreaga masa a materialuluiafecta intreaga masa a materialuluibullNu se pot obtine semifabricate de precizie Nu se pot obtine semifabricate de precizie dimensionala si de forma ridicatadimensionala si de forma ridicata
TragereaTragerea
Este o operatie de deformare plastica la rece Este o operatie de deformare plastica la rece (cel mai adesea) care consta in trecerea (cel mai adesea) care consta in trecerea materialului prin orificiul unei scule numite materialului prin orificiul unei scule numite filiera
Prin aceasta filiera va atribui materialului forma dimensiunile si precizia corespunzatoare
Ft
1
2
3
4
5
Fr
1 Filiea1 Filiea2 Materialul supus tragerii2 Materialul supus tragerii3 Forta care actioneaza asupra 3 Forta care actioneaza asupra materialului in timpul deformariimaterialului in timpul deformarii4 Forta de deformare4 Forta de deformare5 Forta de respingere F5 Forta de respingere Frr
SS00 sectiunea initiala a materialului sectiunea initiala a materialuluiSSuu sectiunea rezultata dupa sectiunea rezultata dupa tragerea materialuluitragerea materialului
S0Su
CONDITIA TRAGERIICONDITIA TRAGERIIFFttgtFgtFrr
FFttltForta la rupere a materialului ltForta la rupere a materialului in sectiunea cea mai micain sectiunea cea mai mica
FFttltRltRmmSSuu sau F sau FttltltσσrrSSuuCOEFICIENTUL DE TRAGERECOEFICIENTUL DE TRAGERE
FilieraFiliera reprezinta scula de deformare Prin urmare are o reprezinta scula de deformare Prin urmare are o deosebita importantadeosebita importanta
1
2
36
5
4
Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si printr-un profil transversalprintr-un profil transversal
Profilul longitudinal este format dintr-o Profilul longitudinal este format dintr-o succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)1-conul de intrare (rol de protectie)1-conul de intrare (rol de protectie)2 Conul de ungere (lubrifiere)2 Conul de ungere (lubrifiere)3 Conul de deformare3 Conul de deformare4 Zona de calibrare4 Zona de calibrare5 Conul de iesire5 Conul de iesire6 Conul de protectie la iesire a filierei6 Conul de protectie la iesire a filierei
Profilul transversal este dat de zona de calibrare care Profilul transversal este dat de zona de calibrare care confera materialului geometria si dimensiunile confera materialului geometria si dimensiunile sectiunii transversale sectiunii transversale
Materialele utilizate la executarea filierei trebuie saMaterialele utilizate la executarea filierei trebuie sa- aiba duritate ridicataaiba duritate ridicata- sa aiba o mare rezistenta la uzurasa aiba o mare rezistenta la uzura
Ele se clasifica in functie de modul de reconditionareEle se clasifica in functie de modul de reconditionare
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la aceeasi se reconditioneaza la aceeasi dimensiunedimensiune
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la o se reconditioneaza la o dimensiune superioaradimensiune superioara
- Otelurile de sculeOtelurile de scule- Otelurile rapideOtelurile rapide
-Carburile (indeosebi cele de -Carburile (indeosebi cele de wolfram)wolfram)- Diamantul- Diamantul
Se reconditioneaza prinSe reconditioneaza prin-Recoacere de inmuiereRecoacere de inmuiere-Forjare (aducere la dimensiunea dorita)Forjare (aducere la dimensiunea dorita)-Prelucrare mecanicaPrelucrare mecanica-Tratament termicTratament termic-SlefuireSlefuire
Prelucrare prin slefuire la o Prelucrare prin slefuire la o dimensiune superioaradimensiune superioara
Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului filierei aceasta se monteaza intr-o portfilierafilierei aceasta se monteaza intr-o portfiliera
1
2
3
4
5
6 7
1 filiera1 filiera2 portfiliera2 portfiliera3 materialul supus tragerii3 materialul supus tragerii4 canal de racire cu apa4 canal de racire cu apa5 batiul masinii de tras5 batiul masinii de tras6 bolt de prindere6 bolt de prindere7 cutia de lubrifiant solid7 cutia de lubrifiant solid
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Diagrama de incalzire prelucrareDiagrama de incalzire prelucrare
T K
Ttop
Tinc
Trecr
1 2 3 4 5 6 7
8 Timpul ore
1 2 ndash etapa de incalzire a materialului3 ndash etapa de mentinere pentru omogenizarea temperaturii in material4 ndash etapa prelucrarii5 ndash reincalzirea materialului daca prelucrare nu a fost terminata6 ndash etapa mentinerii pentru o noua omogenizare a temperaturii7 ndash o noua prelucrare a materialului pentru a fi adus la forma si dimensiunile finale- etapele 5 6 7 se reiau de cate ori este nevoie- ideal ar fi ca prelucrarea sa poata avea loc intr-un singur ciclu8 ndash racirea finala a semifabricatului cu o viteza care sa-i confere proprietatile dorite
Incalzirea are loc in doua faze 1 si 2Incalzirea din prima etapa este lenta pentru a evita aparitia unor tensiuni din cauza diferentei de temperatura dintre zona exterioara si miezul materialului (materialul fiind rigid neavand o plasticitate corespunzatoare deformarii)In a doua etapa incalzirea se face rapid pentru evitarea oxidarii pronuntate a materialului si cresterea grauntilor cristalini (materialul are plasticitatea necesara deformarii sub actiunea tensiunilor interne generate de diferenta de temperatura)Incalzirea se face sub linia solidus (cu aprox 30-50 grC) pentru evitarea aparitiei unor faze lichide si a cresterii pronuntate a grauntilor sau a arderii materialului (oxidare intercristalina)
ForjareaForjareain functie de energia in functie de energia utilizata in procesul utilizata in procesul
deformariideformarii
Forjarea manualaForjarea manuala Forjarea Forjarea mecanizatamecanizata
In functie de controlul procesului de deformare
Forjare liberaForjare libera Forjare in matritaForjare in matrita
Nu se poate controla procesul deformarii
Utilizeaza scule simpleCiocaneBaroaseDaltiClesti etc
Controleaza procesul deformarii
Utilizeaza matrite care atribuie piesei forma si dimensiunile cavitatii
acesteia
LEGILE DEFORMARII PLASTICE
Legea volumului constant
Legea minimei rezistente
Legea coexistentei deformarii elastice cu cea a deformarii
plastice
La deformarea plastica volumul semifabricatului dinainte de deformare este egal cu volumul semifabricatului de dupa
deformare
Deformarea plastica a materialului are loc intotdeauna dupa directia in care intampina cea mai mica rezistenta
Deformarea elasica coexista cu deformarea plastica Deformarea elastica precede deformarea plastica
In unele situatii si la diferite materiale apar modificari de volum (neimportante) datorate unor transformari printre
care si transformari de faza insotite de aparitia unor constituienti structurali (faze) noi
OPERATII DE BAZA ALE FORJARIIOPERATII DE BAZA ALE FORJARII
Lungirea Latirea
2
1
2
1
1 ndash sabota (elementul de actiune) 2- nicovala (elementul de reactiune)
Urmareste cresterea dimensiunii longitudinale a materialului supus forjarii (in sensul lungirii) pe seama reducerii grosimii acestuia Materialul se lateste nesemnificativ in raport cu lungirea lui
Nicovala si sabota trebuie sa aiba dimensiunea minima orientata in directia lungirii
Urmareste cresterea dimensiunii transversale a materialului supus forjarii (in sensul latirii) pe
seama reducerii grosimii acestuia Materialul se lungeste nesemnificativ in raport cu latirea lui
Nicovala si sabota trebuie sa aiba dimensiunea minima orientata in directia latirii
Materialul se deplaseaza dupa directia cea mai apropiata de conturul sculei de
deformareCea mai mare cantitate de material (A) se deplaseaza catre latura mare a sculei iar
cea mai mica (B) catre latura mica a sculei
A
AB B
1
3
1
2
3
Lungirea pe dorn Latirea pe dorn
Urmareste cresterea lungimii unei tevi prin micsorarea grosimii peretelui tevii
initiale si controlul (prin intermediul dornului) a diametrului interior
Urmareste cresterea diametrului (interior si exterior) a unui inel prin
micsorarea grosimii peretelui inelului initial
1 ndash sabota 2- nicovala 3 ndash dornul
1
2
1 3
Taierea cu 2 daltiTaierea cu o dalta
1 ndash dalta 2- masa de lucru (suport) 3 ndash dalta inferioara
Urmareste impartirea semifabricatului incalzit in doua componente cu
ajutorul unei (doua) scule numita dalta
Se realizeaza in doua fazebullTaierea pe o partebullIntoarcerea materialuluibullTaierea completa cu ruperea materialului dupa fisura ldquoardquo
aa
Se realizeaza intr-o singura fazabullTaierea simultana cu doua daltibullRuperea materialului dupa fisura ldquoardquo
TAIEREA
Gaurirea
Pentru gauri mici cu dorn plin
Pentru gauri mari cu dorn tubular
Se realizeaza in doua faze1Faza de impungere2Faza de strapungere (dupa intoarcerea piesei)
Gaura fiind mica dornul nu poate fi tubular deoarece ar avea o sectiune mica si s-ar rupe
Gaura fiind mare dornul poate fi tubular deoarece are o sectiune suficient de mare
Semifabricatul rezulta bombat (umflat la mijloc) si necesita o operatie ulterioara de cilindrare
3
2
1
1-piesa2-poanson3-nicovala
Indoirea
Urmareste cresterea sectiunii transversale pe seama
micsorarii inaltimii materialului
R
R1
R1gtR aFixare Forta de indoireDupa indoire forta este inlaturata si apare relaxarea elastica ldquoardquo
Forta de indoire
Refularea
Urmareste obtinerea unor semifabricate a caror forme
copiaza un model
Dupa refulare se aplica si o operatie de cilindrare
FFSabota
Nicovala
Material
Model
FORJAREA LIBERA
FORJAREA LIBERA (manuala sau mecanizata)
Utilizeaza scule simple (ciocane baroase dalti clesti compase pentru masurare etc)
Se realizeaza ca o succesiune a operatiilor simple ale deformarii plastice
Nu poate controla procesul de deformare ca marime si directie (volumul de material deplasat si directia dupa care se deplaseaza materialul)
LA FORJAREA LIBERA
Se porneste de la desenul de executie a piesei
Se stabileste desenul piesei forjate
Se determina greutatea semifabricatului de pornire
Desenul piesei forjate difera de piesa finita atat
ca marime cat si ca forma
Ca marime-se lasa adaosuri de prelucrare pe
suprafetele ce se vor prelucra
Exista forme tehnologice (alte forme neputand a fi prelucrate prin forjare)
Cand se porneste de la lingouGsp=Gpf+Gcl+Gpl+Gpo+Gpg
Cand se porneste de la un laminat
Gsp=Gpf+Gpo+Gpg
FORME TEHNOLOGICE
bullNu se pot realiza suprafete inclinate deoarece suprafetele elementelor de actiune si de reactiune sunt orizontalebullNu se pot obtine piese cu proeminente pe amandoua partile deoarece s-ar indoi la prelucrarea prin forjare
bullFormele complexe se obtin prin indoirebullGaurile mici se prelucreaza prin aschiere deoarece ar necesita dornuri de gaurire subtiri care s-ar rupebullAlte forme complexe se descompun in forme simple ce se prelucreaza prin forjare dupa care se imbina prin sudare
OBTINEREA UNUI ARBORE COTIT SIMPLU PRIN FORJARE LIBERA
Alegerea formei si stabilirea semifabricatului de pornireForma trebuie sa fie cat mai apropiata de cea a piesei In acest caz semifabricatul din imagine
Prelucrarea prin refulare lungire si latire pentru a-l aduce la sectiunea transversala a piesei
Insemnarea cu ajutorul daltilor
Formarea capetelor prin lungire latire
Rotunjirea capetelor cu sculele speciale 1 de fasonare
Taierea capetelor la lungimea prevazuta in desen cu dalti
F
F
1
FORJAREA IN MATRITA
Forjarea in matrita este o forjare mecanizata
Permite controlul deformarii atat ca directie cat si ca volum de material
Operatiile de baza se suprapun Ele se desfasoara simultan
Se poate realiza in-matrita deschisa (are canal de bavura)-matrita inchisa
Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de dimensiuni mici (nu necesita matrita mare si utilaje de forta mare) si forma complexa dintr-o gama variata de metale si aliajeProcedeul se aplica la serii mari de fabricatie
FORJAREA IN MATRITE DESCHISE
Matrita este scula de deformare
1
2
3
5
6
4
9
7
8
1-semimatrita superioara2-semimatrita inferioara3-cavitatea semimatritei sup4-cavitatea semimatritei inf5-canalul de bavura6-canalul de refulare7-prinderea semimatritei sup8-prinderea semimatritei inf9-elemente de ghidare (stifturi)10-planul de separare
F
F
10
Conditii impuse matritelor
Suprafetele paralele cu directia forjarii sa fie usor inclinate
-Asigura o curgere mai usoara a materialului in matrita-Asigura o scoatere mai usoara a piesei din matrita
Unghiurile diedre sa fie rotunjite
-Evitarea formarii concentratorilor de tensiune si ruperea matritei-Pentru umplerea corespunzatoare a matritei (varfurile sunt spatii inguste unde materialul curge greu-Evitarea blocarii piesei in matrita
Sa aiba canal de bavura si de refulare
-Asigura indepartarea surplusului de material-Controleaza procesul de umplere
Pentru marcarea centrului gaurilor si pentru alte functii sunt prevazute proeminente
-Acestea sa nu fie subtiri pentru ca se pot rupe-Acestea sa nu fie inalte pentru a nu se rupe-Sa aiba varful ascutit pentru a favoriza curgerea materialului
Planul de separare sa fie perpendicular pe directia de actiune a fortelor
Pentru a nu genera tensiuni tangentiale care sa impiedice inchiderea corecta a matritei si a nu solicita defavorabil elementele de ghidare
Realizarea unei roti cu butuc
-Este o piesa cilindrica-Are un butuc-Prezinta o gaura ce nu poate fi realizata prin forjare fiind lunga si de diametre mic
Forma tehnologica a piesei (albastru) copiaza piesa finita dar va avea
-Adaosuri de prelucrare pe suprafetele care se vor prelucra-Suprafetele paralele cu directia forjarii vor fi inclinate-Unghiurile diedre vor fi rotunjite-Nu va prezenta zone moarte (intranduri perpendiculare pe directia forjarii-Nu va avea gauri de diametru mic (sa nu fie necesare poansoane subtiri care s-ar putea rupe in procesul forjarii)
Planul de separare intre matrite (se ia in sectiunea cea mai mare si trebie sa asigure curgerea materialului si scoaterea piesei din matrita)
Desfasurarea procesului
Determinarea greutatii si a a formei semifabricatului de pornire
Piesa fiind mica va fi realizata dintr-un semifabricat laminat Gsp=Gpf+Gpo+GbGb=aprox07Vbρ
Forma semifabricatului de pornire sa fie cat mai aproape de forma piesei forjate
Incalzirea semifabricatului
Curatirea prin suflare (cu aer comprimat) si ungerea cavitatii matritei pentru a facilita curgerea materialului in matrita si scoaterea piesei
Asezarea semifabricatului in semimatrita inferioara
1 2
3 4
DEBAVURAREA
Inlaturarea bavurii formate in timpul forjarii in matrita deschisa
La cald-cand bavura este mare si necesita forta mare de debavurare
Deoarece piesa poate rezulta deformata din cauza fortelor de deformare se face obligatoriu o calibrare
La rece-cand nu necesita forta mare de debavurare
Cel mai adesea
Consta in impingerea piesei printr-o matrita de debavurare (bavura exterioara)
Consta in taierea bavurii cu ajutorul unui poanson (bavura exterioara)
F
Matrita de debavurare fara gulerbullAre avantajul reducerii frecarii dintre piesa si matritabullAre dezavantajul ca nu poate fi reconditionata la aceeasi dimensiune
Matrita de debavurare cu gulerbullAre avantajul posibilitatii de reconditionare la aceeasi dimensiunebullAre dezavantajul frecarii dintre piesa si matrita (forta mare distrugerea calitatii suprafetei)
FORJAREA IN MATRITE INCHISE
Are avantajul obtinerii pieselor fara bavuraNu necesita debavurareNu exista pierderi de material prin bavura
Procedeu complexInstalatii complexeNu se poate aplica decat anumitor categorii de piese
Obtinerea unui bulon cu cap sferic
1 2 3
5
4
a f
bb
c
d d
FF
1-corpul matrita2-semimatrita stanga3-poanson (al 3-lea element de inchidere)4-semimatrita dreapta5-materialul supus deformarii6-cutit de taiere
6
Laminarea semifabricatelor Laminarea semifabricatelor are urmatoarele dezavantaje are urmatoarele dezavantaje
bullProcesul laminarii se desfasoara la cald si Procesul laminarii se desfasoara la cald si deci cu consum de energie maredeci cu consum de energie marebullNu se pot obtine semifabricate cu sectiune Nu se pot obtine semifabricate cu sectiune mica deoarece procesul de oxidare ar putea mica deoarece procesul de oxidare ar putea afecta intreaga masa a materialuluiafecta intreaga masa a materialuluibullNu se pot obtine semifabricate de precizie Nu se pot obtine semifabricate de precizie dimensionala si de forma ridicatadimensionala si de forma ridicata
TragereaTragerea
Este o operatie de deformare plastica la rece Este o operatie de deformare plastica la rece (cel mai adesea) care consta in trecerea (cel mai adesea) care consta in trecerea materialului prin orificiul unei scule numite materialului prin orificiul unei scule numite filiera
Prin aceasta filiera va atribui materialului forma dimensiunile si precizia corespunzatoare
Ft
1
2
3
4
5
Fr
1 Filiea1 Filiea2 Materialul supus tragerii2 Materialul supus tragerii3 Forta care actioneaza asupra 3 Forta care actioneaza asupra materialului in timpul deformariimaterialului in timpul deformarii4 Forta de deformare4 Forta de deformare5 Forta de respingere F5 Forta de respingere Frr
SS00 sectiunea initiala a materialului sectiunea initiala a materialuluiSSuu sectiunea rezultata dupa sectiunea rezultata dupa tragerea materialuluitragerea materialului
S0Su
CONDITIA TRAGERIICONDITIA TRAGERIIFFttgtFgtFrr
FFttltForta la rupere a materialului ltForta la rupere a materialului in sectiunea cea mai micain sectiunea cea mai mica
FFttltRltRmmSSuu sau F sau FttltltσσrrSSuuCOEFICIENTUL DE TRAGERECOEFICIENTUL DE TRAGERE
FilieraFiliera reprezinta scula de deformare Prin urmare are o reprezinta scula de deformare Prin urmare are o deosebita importantadeosebita importanta
1
2
36
5
4
Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si printr-un profil transversalprintr-un profil transversal
Profilul longitudinal este format dintr-o Profilul longitudinal este format dintr-o succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)1-conul de intrare (rol de protectie)1-conul de intrare (rol de protectie)2 Conul de ungere (lubrifiere)2 Conul de ungere (lubrifiere)3 Conul de deformare3 Conul de deformare4 Zona de calibrare4 Zona de calibrare5 Conul de iesire5 Conul de iesire6 Conul de protectie la iesire a filierei6 Conul de protectie la iesire a filierei
Profilul transversal este dat de zona de calibrare care Profilul transversal este dat de zona de calibrare care confera materialului geometria si dimensiunile confera materialului geometria si dimensiunile sectiunii transversale sectiunii transversale
Materialele utilizate la executarea filierei trebuie saMaterialele utilizate la executarea filierei trebuie sa- aiba duritate ridicataaiba duritate ridicata- sa aiba o mare rezistenta la uzurasa aiba o mare rezistenta la uzura
Ele se clasifica in functie de modul de reconditionareEle se clasifica in functie de modul de reconditionare
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la aceeasi se reconditioneaza la aceeasi dimensiunedimensiune
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la o se reconditioneaza la o dimensiune superioaradimensiune superioara
- Otelurile de sculeOtelurile de scule- Otelurile rapideOtelurile rapide
-Carburile (indeosebi cele de -Carburile (indeosebi cele de wolfram)wolfram)- Diamantul- Diamantul
Se reconditioneaza prinSe reconditioneaza prin-Recoacere de inmuiereRecoacere de inmuiere-Forjare (aducere la dimensiunea dorita)Forjare (aducere la dimensiunea dorita)-Prelucrare mecanicaPrelucrare mecanica-Tratament termicTratament termic-SlefuireSlefuire
Prelucrare prin slefuire la o Prelucrare prin slefuire la o dimensiune superioaradimensiune superioara
Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului filierei aceasta se monteaza intr-o portfilierafilierei aceasta se monteaza intr-o portfiliera
1
2
3
4
5
6 7
1 filiera1 filiera2 portfiliera2 portfiliera3 materialul supus tragerii3 materialul supus tragerii4 canal de racire cu apa4 canal de racire cu apa5 batiul masinii de tras5 batiul masinii de tras6 bolt de prindere6 bolt de prindere7 cutia de lubrifiant solid7 cutia de lubrifiant solid
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
ForjareaForjareain functie de energia in functie de energia utilizata in procesul utilizata in procesul
deformariideformarii
Forjarea manualaForjarea manuala Forjarea Forjarea mecanizatamecanizata
In functie de controlul procesului de deformare
Forjare liberaForjare libera Forjare in matritaForjare in matrita
Nu se poate controla procesul deformarii
Utilizeaza scule simpleCiocaneBaroaseDaltiClesti etc
Controleaza procesul deformarii
Utilizeaza matrite care atribuie piesei forma si dimensiunile cavitatii
acesteia
LEGILE DEFORMARII PLASTICE
Legea volumului constant
Legea minimei rezistente
Legea coexistentei deformarii elastice cu cea a deformarii
plastice
La deformarea plastica volumul semifabricatului dinainte de deformare este egal cu volumul semifabricatului de dupa
deformare
Deformarea plastica a materialului are loc intotdeauna dupa directia in care intampina cea mai mica rezistenta
Deformarea elasica coexista cu deformarea plastica Deformarea elastica precede deformarea plastica
In unele situatii si la diferite materiale apar modificari de volum (neimportante) datorate unor transformari printre
care si transformari de faza insotite de aparitia unor constituienti structurali (faze) noi
OPERATII DE BAZA ALE FORJARIIOPERATII DE BAZA ALE FORJARII
Lungirea Latirea
2
1
2
1
1 ndash sabota (elementul de actiune) 2- nicovala (elementul de reactiune)
Urmareste cresterea dimensiunii longitudinale a materialului supus forjarii (in sensul lungirii) pe seama reducerii grosimii acestuia Materialul se lateste nesemnificativ in raport cu lungirea lui
Nicovala si sabota trebuie sa aiba dimensiunea minima orientata in directia lungirii
Urmareste cresterea dimensiunii transversale a materialului supus forjarii (in sensul latirii) pe
seama reducerii grosimii acestuia Materialul se lungeste nesemnificativ in raport cu latirea lui
Nicovala si sabota trebuie sa aiba dimensiunea minima orientata in directia latirii
Materialul se deplaseaza dupa directia cea mai apropiata de conturul sculei de
deformareCea mai mare cantitate de material (A) se deplaseaza catre latura mare a sculei iar
cea mai mica (B) catre latura mica a sculei
A
AB B
1
3
1
2
3
Lungirea pe dorn Latirea pe dorn
Urmareste cresterea lungimii unei tevi prin micsorarea grosimii peretelui tevii
initiale si controlul (prin intermediul dornului) a diametrului interior
Urmareste cresterea diametrului (interior si exterior) a unui inel prin
micsorarea grosimii peretelui inelului initial
1 ndash sabota 2- nicovala 3 ndash dornul
1
2
1 3
Taierea cu 2 daltiTaierea cu o dalta
1 ndash dalta 2- masa de lucru (suport) 3 ndash dalta inferioara
Urmareste impartirea semifabricatului incalzit in doua componente cu
ajutorul unei (doua) scule numita dalta
Se realizeaza in doua fazebullTaierea pe o partebullIntoarcerea materialuluibullTaierea completa cu ruperea materialului dupa fisura ldquoardquo
aa
Se realizeaza intr-o singura fazabullTaierea simultana cu doua daltibullRuperea materialului dupa fisura ldquoardquo
TAIEREA
Gaurirea
Pentru gauri mici cu dorn plin
Pentru gauri mari cu dorn tubular
Se realizeaza in doua faze1Faza de impungere2Faza de strapungere (dupa intoarcerea piesei)
Gaura fiind mica dornul nu poate fi tubular deoarece ar avea o sectiune mica si s-ar rupe
Gaura fiind mare dornul poate fi tubular deoarece are o sectiune suficient de mare
Semifabricatul rezulta bombat (umflat la mijloc) si necesita o operatie ulterioara de cilindrare
3
2
1
1-piesa2-poanson3-nicovala
Indoirea
Urmareste cresterea sectiunii transversale pe seama
micsorarii inaltimii materialului
R
R1
R1gtR aFixare Forta de indoireDupa indoire forta este inlaturata si apare relaxarea elastica ldquoardquo
Forta de indoire
Refularea
Urmareste obtinerea unor semifabricate a caror forme
copiaza un model
Dupa refulare se aplica si o operatie de cilindrare
FFSabota
Nicovala
Material
Model
FORJAREA LIBERA
FORJAREA LIBERA (manuala sau mecanizata)
Utilizeaza scule simple (ciocane baroase dalti clesti compase pentru masurare etc)
Se realizeaza ca o succesiune a operatiilor simple ale deformarii plastice
Nu poate controla procesul de deformare ca marime si directie (volumul de material deplasat si directia dupa care se deplaseaza materialul)
LA FORJAREA LIBERA
Se porneste de la desenul de executie a piesei
Se stabileste desenul piesei forjate
Se determina greutatea semifabricatului de pornire
Desenul piesei forjate difera de piesa finita atat
ca marime cat si ca forma
Ca marime-se lasa adaosuri de prelucrare pe
suprafetele ce se vor prelucra
Exista forme tehnologice (alte forme neputand a fi prelucrate prin forjare)
Cand se porneste de la lingouGsp=Gpf+Gcl+Gpl+Gpo+Gpg
Cand se porneste de la un laminat
Gsp=Gpf+Gpo+Gpg
FORME TEHNOLOGICE
bullNu se pot realiza suprafete inclinate deoarece suprafetele elementelor de actiune si de reactiune sunt orizontalebullNu se pot obtine piese cu proeminente pe amandoua partile deoarece s-ar indoi la prelucrarea prin forjare
bullFormele complexe se obtin prin indoirebullGaurile mici se prelucreaza prin aschiere deoarece ar necesita dornuri de gaurire subtiri care s-ar rupebullAlte forme complexe se descompun in forme simple ce se prelucreaza prin forjare dupa care se imbina prin sudare
OBTINEREA UNUI ARBORE COTIT SIMPLU PRIN FORJARE LIBERA
Alegerea formei si stabilirea semifabricatului de pornireForma trebuie sa fie cat mai apropiata de cea a piesei In acest caz semifabricatul din imagine
Prelucrarea prin refulare lungire si latire pentru a-l aduce la sectiunea transversala a piesei
Insemnarea cu ajutorul daltilor
Formarea capetelor prin lungire latire
Rotunjirea capetelor cu sculele speciale 1 de fasonare
Taierea capetelor la lungimea prevazuta in desen cu dalti
F
F
1
FORJAREA IN MATRITA
Forjarea in matrita este o forjare mecanizata
Permite controlul deformarii atat ca directie cat si ca volum de material
Operatiile de baza se suprapun Ele se desfasoara simultan
Se poate realiza in-matrita deschisa (are canal de bavura)-matrita inchisa
Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de dimensiuni mici (nu necesita matrita mare si utilaje de forta mare) si forma complexa dintr-o gama variata de metale si aliajeProcedeul se aplica la serii mari de fabricatie
FORJAREA IN MATRITE DESCHISE
Matrita este scula de deformare
1
2
3
5
6
4
9
7
8
1-semimatrita superioara2-semimatrita inferioara3-cavitatea semimatritei sup4-cavitatea semimatritei inf5-canalul de bavura6-canalul de refulare7-prinderea semimatritei sup8-prinderea semimatritei inf9-elemente de ghidare (stifturi)10-planul de separare
F
F
10
Conditii impuse matritelor
Suprafetele paralele cu directia forjarii sa fie usor inclinate
-Asigura o curgere mai usoara a materialului in matrita-Asigura o scoatere mai usoara a piesei din matrita
Unghiurile diedre sa fie rotunjite
-Evitarea formarii concentratorilor de tensiune si ruperea matritei-Pentru umplerea corespunzatoare a matritei (varfurile sunt spatii inguste unde materialul curge greu-Evitarea blocarii piesei in matrita
Sa aiba canal de bavura si de refulare
-Asigura indepartarea surplusului de material-Controleaza procesul de umplere
Pentru marcarea centrului gaurilor si pentru alte functii sunt prevazute proeminente
-Acestea sa nu fie subtiri pentru ca se pot rupe-Acestea sa nu fie inalte pentru a nu se rupe-Sa aiba varful ascutit pentru a favoriza curgerea materialului
Planul de separare sa fie perpendicular pe directia de actiune a fortelor
Pentru a nu genera tensiuni tangentiale care sa impiedice inchiderea corecta a matritei si a nu solicita defavorabil elementele de ghidare
Realizarea unei roti cu butuc
-Este o piesa cilindrica-Are un butuc-Prezinta o gaura ce nu poate fi realizata prin forjare fiind lunga si de diametre mic
Forma tehnologica a piesei (albastru) copiaza piesa finita dar va avea
-Adaosuri de prelucrare pe suprafetele care se vor prelucra-Suprafetele paralele cu directia forjarii vor fi inclinate-Unghiurile diedre vor fi rotunjite-Nu va prezenta zone moarte (intranduri perpendiculare pe directia forjarii-Nu va avea gauri de diametru mic (sa nu fie necesare poansoane subtiri care s-ar putea rupe in procesul forjarii)
Planul de separare intre matrite (se ia in sectiunea cea mai mare si trebie sa asigure curgerea materialului si scoaterea piesei din matrita)
Desfasurarea procesului
Determinarea greutatii si a a formei semifabricatului de pornire
Piesa fiind mica va fi realizata dintr-un semifabricat laminat Gsp=Gpf+Gpo+GbGb=aprox07Vbρ
Forma semifabricatului de pornire sa fie cat mai aproape de forma piesei forjate
Incalzirea semifabricatului
Curatirea prin suflare (cu aer comprimat) si ungerea cavitatii matritei pentru a facilita curgerea materialului in matrita si scoaterea piesei
Asezarea semifabricatului in semimatrita inferioara
1 2
3 4
DEBAVURAREA
Inlaturarea bavurii formate in timpul forjarii in matrita deschisa
La cald-cand bavura este mare si necesita forta mare de debavurare
Deoarece piesa poate rezulta deformata din cauza fortelor de deformare se face obligatoriu o calibrare
La rece-cand nu necesita forta mare de debavurare
Cel mai adesea
Consta in impingerea piesei printr-o matrita de debavurare (bavura exterioara)
Consta in taierea bavurii cu ajutorul unui poanson (bavura exterioara)
F
Matrita de debavurare fara gulerbullAre avantajul reducerii frecarii dintre piesa si matritabullAre dezavantajul ca nu poate fi reconditionata la aceeasi dimensiune
Matrita de debavurare cu gulerbullAre avantajul posibilitatii de reconditionare la aceeasi dimensiunebullAre dezavantajul frecarii dintre piesa si matrita (forta mare distrugerea calitatii suprafetei)
FORJAREA IN MATRITE INCHISE
Are avantajul obtinerii pieselor fara bavuraNu necesita debavurareNu exista pierderi de material prin bavura
Procedeu complexInstalatii complexeNu se poate aplica decat anumitor categorii de piese
Obtinerea unui bulon cu cap sferic
1 2 3
5
4
a f
bb
c
d d
FF
1-corpul matrita2-semimatrita stanga3-poanson (al 3-lea element de inchidere)4-semimatrita dreapta5-materialul supus deformarii6-cutit de taiere
6
Laminarea semifabricatelor Laminarea semifabricatelor are urmatoarele dezavantaje are urmatoarele dezavantaje
bullProcesul laminarii se desfasoara la cald si Procesul laminarii se desfasoara la cald si deci cu consum de energie maredeci cu consum de energie marebullNu se pot obtine semifabricate cu sectiune Nu se pot obtine semifabricate cu sectiune mica deoarece procesul de oxidare ar putea mica deoarece procesul de oxidare ar putea afecta intreaga masa a materialuluiafecta intreaga masa a materialuluibullNu se pot obtine semifabricate de precizie Nu se pot obtine semifabricate de precizie dimensionala si de forma ridicatadimensionala si de forma ridicata
TragereaTragerea
Este o operatie de deformare plastica la rece Este o operatie de deformare plastica la rece (cel mai adesea) care consta in trecerea (cel mai adesea) care consta in trecerea materialului prin orificiul unei scule numite materialului prin orificiul unei scule numite filiera
Prin aceasta filiera va atribui materialului forma dimensiunile si precizia corespunzatoare
Ft
1
2
3
4
5
Fr
1 Filiea1 Filiea2 Materialul supus tragerii2 Materialul supus tragerii3 Forta care actioneaza asupra 3 Forta care actioneaza asupra materialului in timpul deformariimaterialului in timpul deformarii4 Forta de deformare4 Forta de deformare5 Forta de respingere F5 Forta de respingere Frr
SS00 sectiunea initiala a materialului sectiunea initiala a materialuluiSSuu sectiunea rezultata dupa sectiunea rezultata dupa tragerea materialuluitragerea materialului
S0Su
CONDITIA TRAGERIICONDITIA TRAGERIIFFttgtFgtFrr
FFttltForta la rupere a materialului ltForta la rupere a materialului in sectiunea cea mai micain sectiunea cea mai mica
FFttltRltRmmSSuu sau F sau FttltltσσrrSSuuCOEFICIENTUL DE TRAGERECOEFICIENTUL DE TRAGERE
FilieraFiliera reprezinta scula de deformare Prin urmare are o reprezinta scula de deformare Prin urmare are o deosebita importantadeosebita importanta
1
2
36
5
4
Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si printr-un profil transversalprintr-un profil transversal
Profilul longitudinal este format dintr-o Profilul longitudinal este format dintr-o succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)1-conul de intrare (rol de protectie)1-conul de intrare (rol de protectie)2 Conul de ungere (lubrifiere)2 Conul de ungere (lubrifiere)3 Conul de deformare3 Conul de deformare4 Zona de calibrare4 Zona de calibrare5 Conul de iesire5 Conul de iesire6 Conul de protectie la iesire a filierei6 Conul de protectie la iesire a filierei
Profilul transversal este dat de zona de calibrare care Profilul transversal este dat de zona de calibrare care confera materialului geometria si dimensiunile confera materialului geometria si dimensiunile sectiunii transversale sectiunii transversale
Materialele utilizate la executarea filierei trebuie saMaterialele utilizate la executarea filierei trebuie sa- aiba duritate ridicataaiba duritate ridicata- sa aiba o mare rezistenta la uzurasa aiba o mare rezistenta la uzura
Ele se clasifica in functie de modul de reconditionareEle se clasifica in functie de modul de reconditionare
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la aceeasi se reconditioneaza la aceeasi dimensiunedimensiune
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la o se reconditioneaza la o dimensiune superioaradimensiune superioara
- Otelurile de sculeOtelurile de scule- Otelurile rapideOtelurile rapide
-Carburile (indeosebi cele de -Carburile (indeosebi cele de wolfram)wolfram)- Diamantul- Diamantul
Se reconditioneaza prinSe reconditioneaza prin-Recoacere de inmuiereRecoacere de inmuiere-Forjare (aducere la dimensiunea dorita)Forjare (aducere la dimensiunea dorita)-Prelucrare mecanicaPrelucrare mecanica-Tratament termicTratament termic-SlefuireSlefuire
Prelucrare prin slefuire la o Prelucrare prin slefuire la o dimensiune superioaradimensiune superioara
Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului filierei aceasta se monteaza intr-o portfilierafilierei aceasta se monteaza intr-o portfiliera
1
2
3
4
5
6 7
1 filiera1 filiera2 portfiliera2 portfiliera3 materialul supus tragerii3 materialul supus tragerii4 canal de racire cu apa4 canal de racire cu apa5 batiul masinii de tras5 batiul masinii de tras6 bolt de prindere6 bolt de prindere7 cutia de lubrifiant solid7 cutia de lubrifiant solid
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
LEGILE DEFORMARII PLASTICE
Legea volumului constant
Legea minimei rezistente
Legea coexistentei deformarii elastice cu cea a deformarii
plastice
La deformarea plastica volumul semifabricatului dinainte de deformare este egal cu volumul semifabricatului de dupa
deformare
Deformarea plastica a materialului are loc intotdeauna dupa directia in care intampina cea mai mica rezistenta
Deformarea elasica coexista cu deformarea plastica Deformarea elastica precede deformarea plastica
In unele situatii si la diferite materiale apar modificari de volum (neimportante) datorate unor transformari printre
care si transformari de faza insotite de aparitia unor constituienti structurali (faze) noi
OPERATII DE BAZA ALE FORJARIIOPERATII DE BAZA ALE FORJARII
Lungirea Latirea
2
1
2
1
1 ndash sabota (elementul de actiune) 2- nicovala (elementul de reactiune)
Urmareste cresterea dimensiunii longitudinale a materialului supus forjarii (in sensul lungirii) pe seama reducerii grosimii acestuia Materialul se lateste nesemnificativ in raport cu lungirea lui
Nicovala si sabota trebuie sa aiba dimensiunea minima orientata in directia lungirii
Urmareste cresterea dimensiunii transversale a materialului supus forjarii (in sensul latirii) pe
seama reducerii grosimii acestuia Materialul se lungeste nesemnificativ in raport cu latirea lui
Nicovala si sabota trebuie sa aiba dimensiunea minima orientata in directia latirii
Materialul se deplaseaza dupa directia cea mai apropiata de conturul sculei de
deformareCea mai mare cantitate de material (A) se deplaseaza catre latura mare a sculei iar
cea mai mica (B) catre latura mica a sculei
A
AB B
1
3
1
2
3
Lungirea pe dorn Latirea pe dorn
Urmareste cresterea lungimii unei tevi prin micsorarea grosimii peretelui tevii
initiale si controlul (prin intermediul dornului) a diametrului interior
Urmareste cresterea diametrului (interior si exterior) a unui inel prin
micsorarea grosimii peretelui inelului initial
1 ndash sabota 2- nicovala 3 ndash dornul
1
2
1 3
Taierea cu 2 daltiTaierea cu o dalta
1 ndash dalta 2- masa de lucru (suport) 3 ndash dalta inferioara
Urmareste impartirea semifabricatului incalzit in doua componente cu
ajutorul unei (doua) scule numita dalta
Se realizeaza in doua fazebullTaierea pe o partebullIntoarcerea materialuluibullTaierea completa cu ruperea materialului dupa fisura ldquoardquo
aa
Se realizeaza intr-o singura fazabullTaierea simultana cu doua daltibullRuperea materialului dupa fisura ldquoardquo
TAIEREA
Gaurirea
Pentru gauri mici cu dorn plin
Pentru gauri mari cu dorn tubular
Se realizeaza in doua faze1Faza de impungere2Faza de strapungere (dupa intoarcerea piesei)
Gaura fiind mica dornul nu poate fi tubular deoarece ar avea o sectiune mica si s-ar rupe
Gaura fiind mare dornul poate fi tubular deoarece are o sectiune suficient de mare
Semifabricatul rezulta bombat (umflat la mijloc) si necesita o operatie ulterioara de cilindrare
3
2
1
1-piesa2-poanson3-nicovala
Indoirea
Urmareste cresterea sectiunii transversale pe seama
micsorarii inaltimii materialului
R
R1
R1gtR aFixare Forta de indoireDupa indoire forta este inlaturata si apare relaxarea elastica ldquoardquo
Forta de indoire
Refularea
Urmareste obtinerea unor semifabricate a caror forme
copiaza un model
Dupa refulare se aplica si o operatie de cilindrare
FFSabota
Nicovala
Material
Model
FORJAREA LIBERA
FORJAREA LIBERA (manuala sau mecanizata)
Utilizeaza scule simple (ciocane baroase dalti clesti compase pentru masurare etc)
Se realizeaza ca o succesiune a operatiilor simple ale deformarii plastice
Nu poate controla procesul de deformare ca marime si directie (volumul de material deplasat si directia dupa care se deplaseaza materialul)
LA FORJAREA LIBERA
Se porneste de la desenul de executie a piesei
Se stabileste desenul piesei forjate
Se determina greutatea semifabricatului de pornire
Desenul piesei forjate difera de piesa finita atat
ca marime cat si ca forma
Ca marime-se lasa adaosuri de prelucrare pe
suprafetele ce se vor prelucra
Exista forme tehnologice (alte forme neputand a fi prelucrate prin forjare)
Cand se porneste de la lingouGsp=Gpf+Gcl+Gpl+Gpo+Gpg
Cand se porneste de la un laminat
Gsp=Gpf+Gpo+Gpg
FORME TEHNOLOGICE
bullNu se pot realiza suprafete inclinate deoarece suprafetele elementelor de actiune si de reactiune sunt orizontalebullNu se pot obtine piese cu proeminente pe amandoua partile deoarece s-ar indoi la prelucrarea prin forjare
bullFormele complexe se obtin prin indoirebullGaurile mici se prelucreaza prin aschiere deoarece ar necesita dornuri de gaurire subtiri care s-ar rupebullAlte forme complexe se descompun in forme simple ce se prelucreaza prin forjare dupa care se imbina prin sudare
OBTINEREA UNUI ARBORE COTIT SIMPLU PRIN FORJARE LIBERA
Alegerea formei si stabilirea semifabricatului de pornireForma trebuie sa fie cat mai apropiata de cea a piesei In acest caz semifabricatul din imagine
Prelucrarea prin refulare lungire si latire pentru a-l aduce la sectiunea transversala a piesei
Insemnarea cu ajutorul daltilor
Formarea capetelor prin lungire latire
Rotunjirea capetelor cu sculele speciale 1 de fasonare
Taierea capetelor la lungimea prevazuta in desen cu dalti
F
F
1
FORJAREA IN MATRITA
Forjarea in matrita este o forjare mecanizata
Permite controlul deformarii atat ca directie cat si ca volum de material
Operatiile de baza se suprapun Ele se desfasoara simultan
Se poate realiza in-matrita deschisa (are canal de bavura)-matrita inchisa
Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de dimensiuni mici (nu necesita matrita mare si utilaje de forta mare) si forma complexa dintr-o gama variata de metale si aliajeProcedeul se aplica la serii mari de fabricatie
FORJAREA IN MATRITE DESCHISE
Matrita este scula de deformare
1
2
3
5
6
4
9
7
8
1-semimatrita superioara2-semimatrita inferioara3-cavitatea semimatritei sup4-cavitatea semimatritei inf5-canalul de bavura6-canalul de refulare7-prinderea semimatritei sup8-prinderea semimatritei inf9-elemente de ghidare (stifturi)10-planul de separare
F
F
10
Conditii impuse matritelor
Suprafetele paralele cu directia forjarii sa fie usor inclinate
-Asigura o curgere mai usoara a materialului in matrita-Asigura o scoatere mai usoara a piesei din matrita
Unghiurile diedre sa fie rotunjite
-Evitarea formarii concentratorilor de tensiune si ruperea matritei-Pentru umplerea corespunzatoare a matritei (varfurile sunt spatii inguste unde materialul curge greu-Evitarea blocarii piesei in matrita
Sa aiba canal de bavura si de refulare
-Asigura indepartarea surplusului de material-Controleaza procesul de umplere
Pentru marcarea centrului gaurilor si pentru alte functii sunt prevazute proeminente
-Acestea sa nu fie subtiri pentru ca se pot rupe-Acestea sa nu fie inalte pentru a nu se rupe-Sa aiba varful ascutit pentru a favoriza curgerea materialului
Planul de separare sa fie perpendicular pe directia de actiune a fortelor
Pentru a nu genera tensiuni tangentiale care sa impiedice inchiderea corecta a matritei si a nu solicita defavorabil elementele de ghidare
Realizarea unei roti cu butuc
-Este o piesa cilindrica-Are un butuc-Prezinta o gaura ce nu poate fi realizata prin forjare fiind lunga si de diametre mic
Forma tehnologica a piesei (albastru) copiaza piesa finita dar va avea
-Adaosuri de prelucrare pe suprafetele care se vor prelucra-Suprafetele paralele cu directia forjarii vor fi inclinate-Unghiurile diedre vor fi rotunjite-Nu va prezenta zone moarte (intranduri perpendiculare pe directia forjarii-Nu va avea gauri de diametru mic (sa nu fie necesare poansoane subtiri care s-ar putea rupe in procesul forjarii)
Planul de separare intre matrite (se ia in sectiunea cea mai mare si trebie sa asigure curgerea materialului si scoaterea piesei din matrita)
Desfasurarea procesului
Determinarea greutatii si a a formei semifabricatului de pornire
Piesa fiind mica va fi realizata dintr-un semifabricat laminat Gsp=Gpf+Gpo+GbGb=aprox07Vbρ
Forma semifabricatului de pornire sa fie cat mai aproape de forma piesei forjate
Incalzirea semifabricatului
Curatirea prin suflare (cu aer comprimat) si ungerea cavitatii matritei pentru a facilita curgerea materialului in matrita si scoaterea piesei
Asezarea semifabricatului in semimatrita inferioara
1 2
3 4
DEBAVURAREA
Inlaturarea bavurii formate in timpul forjarii in matrita deschisa
La cald-cand bavura este mare si necesita forta mare de debavurare
Deoarece piesa poate rezulta deformata din cauza fortelor de deformare se face obligatoriu o calibrare
La rece-cand nu necesita forta mare de debavurare
Cel mai adesea
Consta in impingerea piesei printr-o matrita de debavurare (bavura exterioara)
Consta in taierea bavurii cu ajutorul unui poanson (bavura exterioara)
F
Matrita de debavurare fara gulerbullAre avantajul reducerii frecarii dintre piesa si matritabullAre dezavantajul ca nu poate fi reconditionata la aceeasi dimensiune
Matrita de debavurare cu gulerbullAre avantajul posibilitatii de reconditionare la aceeasi dimensiunebullAre dezavantajul frecarii dintre piesa si matrita (forta mare distrugerea calitatii suprafetei)
FORJAREA IN MATRITE INCHISE
Are avantajul obtinerii pieselor fara bavuraNu necesita debavurareNu exista pierderi de material prin bavura
Procedeu complexInstalatii complexeNu se poate aplica decat anumitor categorii de piese
Obtinerea unui bulon cu cap sferic
1 2 3
5
4
a f
bb
c
d d
FF
1-corpul matrita2-semimatrita stanga3-poanson (al 3-lea element de inchidere)4-semimatrita dreapta5-materialul supus deformarii6-cutit de taiere
6
Laminarea semifabricatelor Laminarea semifabricatelor are urmatoarele dezavantaje are urmatoarele dezavantaje
bullProcesul laminarii se desfasoara la cald si Procesul laminarii se desfasoara la cald si deci cu consum de energie maredeci cu consum de energie marebullNu se pot obtine semifabricate cu sectiune Nu se pot obtine semifabricate cu sectiune mica deoarece procesul de oxidare ar putea mica deoarece procesul de oxidare ar putea afecta intreaga masa a materialuluiafecta intreaga masa a materialuluibullNu se pot obtine semifabricate de precizie Nu se pot obtine semifabricate de precizie dimensionala si de forma ridicatadimensionala si de forma ridicata
TragereaTragerea
Este o operatie de deformare plastica la rece Este o operatie de deformare plastica la rece (cel mai adesea) care consta in trecerea (cel mai adesea) care consta in trecerea materialului prin orificiul unei scule numite materialului prin orificiul unei scule numite filiera
Prin aceasta filiera va atribui materialului forma dimensiunile si precizia corespunzatoare
Ft
1
2
3
4
5
Fr
1 Filiea1 Filiea2 Materialul supus tragerii2 Materialul supus tragerii3 Forta care actioneaza asupra 3 Forta care actioneaza asupra materialului in timpul deformariimaterialului in timpul deformarii4 Forta de deformare4 Forta de deformare5 Forta de respingere F5 Forta de respingere Frr
SS00 sectiunea initiala a materialului sectiunea initiala a materialuluiSSuu sectiunea rezultata dupa sectiunea rezultata dupa tragerea materialuluitragerea materialului
S0Su
CONDITIA TRAGERIICONDITIA TRAGERIIFFttgtFgtFrr
FFttltForta la rupere a materialului ltForta la rupere a materialului in sectiunea cea mai micain sectiunea cea mai mica
FFttltRltRmmSSuu sau F sau FttltltσσrrSSuuCOEFICIENTUL DE TRAGERECOEFICIENTUL DE TRAGERE
FilieraFiliera reprezinta scula de deformare Prin urmare are o reprezinta scula de deformare Prin urmare are o deosebita importantadeosebita importanta
1
2
36
5
4
Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si printr-un profil transversalprintr-un profil transversal
Profilul longitudinal este format dintr-o Profilul longitudinal este format dintr-o succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)1-conul de intrare (rol de protectie)1-conul de intrare (rol de protectie)2 Conul de ungere (lubrifiere)2 Conul de ungere (lubrifiere)3 Conul de deformare3 Conul de deformare4 Zona de calibrare4 Zona de calibrare5 Conul de iesire5 Conul de iesire6 Conul de protectie la iesire a filierei6 Conul de protectie la iesire a filierei
Profilul transversal este dat de zona de calibrare care Profilul transversal este dat de zona de calibrare care confera materialului geometria si dimensiunile confera materialului geometria si dimensiunile sectiunii transversale sectiunii transversale
Materialele utilizate la executarea filierei trebuie saMaterialele utilizate la executarea filierei trebuie sa- aiba duritate ridicataaiba duritate ridicata- sa aiba o mare rezistenta la uzurasa aiba o mare rezistenta la uzura
Ele se clasifica in functie de modul de reconditionareEle se clasifica in functie de modul de reconditionare
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la aceeasi se reconditioneaza la aceeasi dimensiunedimensiune
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la o se reconditioneaza la o dimensiune superioaradimensiune superioara
- Otelurile de sculeOtelurile de scule- Otelurile rapideOtelurile rapide
-Carburile (indeosebi cele de -Carburile (indeosebi cele de wolfram)wolfram)- Diamantul- Diamantul
Se reconditioneaza prinSe reconditioneaza prin-Recoacere de inmuiereRecoacere de inmuiere-Forjare (aducere la dimensiunea dorita)Forjare (aducere la dimensiunea dorita)-Prelucrare mecanicaPrelucrare mecanica-Tratament termicTratament termic-SlefuireSlefuire
Prelucrare prin slefuire la o Prelucrare prin slefuire la o dimensiune superioaradimensiune superioara
Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului filierei aceasta se monteaza intr-o portfilierafilierei aceasta se monteaza intr-o portfiliera
1
2
3
4
5
6 7
1 filiera1 filiera2 portfiliera2 portfiliera3 materialul supus tragerii3 materialul supus tragerii4 canal de racire cu apa4 canal de racire cu apa5 batiul masinii de tras5 batiul masinii de tras6 bolt de prindere6 bolt de prindere7 cutia de lubrifiant solid7 cutia de lubrifiant solid
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
OPERATII DE BAZA ALE FORJARIIOPERATII DE BAZA ALE FORJARII
Lungirea Latirea
2
1
2
1
1 ndash sabota (elementul de actiune) 2- nicovala (elementul de reactiune)
Urmareste cresterea dimensiunii longitudinale a materialului supus forjarii (in sensul lungirii) pe seama reducerii grosimii acestuia Materialul se lateste nesemnificativ in raport cu lungirea lui
Nicovala si sabota trebuie sa aiba dimensiunea minima orientata in directia lungirii
Urmareste cresterea dimensiunii transversale a materialului supus forjarii (in sensul latirii) pe
seama reducerii grosimii acestuia Materialul se lungeste nesemnificativ in raport cu latirea lui
Nicovala si sabota trebuie sa aiba dimensiunea minima orientata in directia latirii
Materialul se deplaseaza dupa directia cea mai apropiata de conturul sculei de
deformareCea mai mare cantitate de material (A) se deplaseaza catre latura mare a sculei iar
cea mai mica (B) catre latura mica a sculei
A
AB B
1
3
1
2
3
Lungirea pe dorn Latirea pe dorn
Urmareste cresterea lungimii unei tevi prin micsorarea grosimii peretelui tevii
initiale si controlul (prin intermediul dornului) a diametrului interior
Urmareste cresterea diametrului (interior si exterior) a unui inel prin
micsorarea grosimii peretelui inelului initial
1 ndash sabota 2- nicovala 3 ndash dornul
1
2
1 3
Taierea cu 2 daltiTaierea cu o dalta
1 ndash dalta 2- masa de lucru (suport) 3 ndash dalta inferioara
Urmareste impartirea semifabricatului incalzit in doua componente cu
ajutorul unei (doua) scule numita dalta
Se realizeaza in doua fazebullTaierea pe o partebullIntoarcerea materialuluibullTaierea completa cu ruperea materialului dupa fisura ldquoardquo
aa
Se realizeaza intr-o singura fazabullTaierea simultana cu doua daltibullRuperea materialului dupa fisura ldquoardquo
TAIEREA
Gaurirea
Pentru gauri mici cu dorn plin
Pentru gauri mari cu dorn tubular
Se realizeaza in doua faze1Faza de impungere2Faza de strapungere (dupa intoarcerea piesei)
Gaura fiind mica dornul nu poate fi tubular deoarece ar avea o sectiune mica si s-ar rupe
Gaura fiind mare dornul poate fi tubular deoarece are o sectiune suficient de mare
Semifabricatul rezulta bombat (umflat la mijloc) si necesita o operatie ulterioara de cilindrare
3
2
1
1-piesa2-poanson3-nicovala
Indoirea
Urmareste cresterea sectiunii transversale pe seama
micsorarii inaltimii materialului
R
R1
R1gtR aFixare Forta de indoireDupa indoire forta este inlaturata si apare relaxarea elastica ldquoardquo
Forta de indoire
Refularea
Urmareste obtinerea unor semifabricate a caror forme
copiaza un model
Dupa refulare se aplica si o operatie de cilindrare
FFSabota
Nicovala
Material
Model
FORJAREA LIBERA
FORJAREA LIBERA (manuala sau mecanizata)
Utilizeaza scule simple (ciocane baroase dalti clesti compase pentru masurare etc)
Se realizeaza ca o succesiune a operatiilor simple ale deformarii plastice
Nu poate controla procesul de deformare ca marime si directie (volumul de material deplasat si directia dupa care se deplaseaza materialul)
LA FORJAREA LIBERA
Se porneste de la desenul de executie a piesei
Se stabileste desenul piesei forjate
Se determina greutatea semifabricatului de pornire
Desenul piesei forjate difera de piesa finita atat
ca marime cat si ca forma
Ca marime-se lasa adaosuri de prelucrare pe
suprafetele ce se vor prelucra
Exista forme tehnologice (alte forme neputand a fi prelucrate prin forjare)
Cand se porneste de la lingouGsp=Gpf+Gcl+Gpl+Gpo+Gpg
Cand se porneste de la un laminat
Gsp=Gpf+Gpo+Gpg
FORME TEHNOLOGICE
bullNu se pot realiza suprafete inclinate deoarece suprafetele elementelor de actiune si de reactiune sunt orizontalebullNu se pot obtine piese cu proeminente pe amandoua partile deoarece s-ar indoi la prelucrarea prin forjare
bullFormele complexe se obtin prin indoirebullGaurile mici se prelucreaza prin aschiere deoarece ar necesita dornuri de gaurire subtiri care s-ar rupebullAlte forme complexe se descompun in forme simple ce se prelucreaza prin forjare dupa care se imbina prin sudare
OBTINEREA UNUI ARBORE COTIT SIMPLU PRIN FORJARE LIBERA
Alegerea formei si stabilirea semifabricatului de pornireForma trebuie sa fie cat mai apropiata de cea a piesei In acest caz semifabricatul din imagine
Prelucrarea prin refulare lungire si latire pentru a-l aduce la sectiunea transversala a piesei
Insemnarea cu ajutorul daltilor
Formarea capetelor prin lungire latire
Rotunjirea capetelor cu sculele speciale 1 de fasonare
Taierea capetelor la lungimea prevazuta in desen cu dalti
F
F
1
FORJAREA IN MATRITA
Forjarea in matrita este o forjare mecanizata
Permite controlul deformarii atat ca directie cat si ca volum de material
Operatiile de baza se suprapun Ele se desfasoara simultan
Se poate realiza in-matrita deschisa (are canal de bavura)-matrita inchisa
Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de dimensiuni mici (nu necesita matrita mare si utilaje de forta mare) si forma complexa dintr-o gama variata de metale si aliajeProcedeul se aplica la serii mari de fabricatie
FORJAREA IN MATRITE DESCHISE
Matrita este scula de deformare
1
2
3
5
6
4
9
7
8
1-semimatrita superioara2-semimatrita inferioara3-cavitatea semimatritei sup4-cavitatea semimatritei inf5-canalul de bavura6-canalul de refulare7-prinderea semimatritei sup8-prinderea semimatritei inf9-elemente de ghidare (stifturi)10-planul de separare
F
F
10
Conditii impuse matritelor
Suprafetele paralele cu directia forjarii sa fie usor inclinate
-Asigura o curgere mai usoara a materialului in matrita-Asigura o scoatere mai usoara a piesei din matrita
Unghiurile diedre sa fie rotunjite
-Evitarea formarii concentratorilor de tensiune si ruperea matritei-Pentru umplerea corespunzatoare a matritei (varfurile sunt spatii inguste unde materialul curge greu-Evitarea blocarii piesei in matrita
Sa aiba canal de bavura si de refulare
-Asigura indepartarea surplusului de material-Controleaza procesul de umplere
Pentru marcarea centrului gaurilor si pentru alte functii sunt prevazute proeminente
-Acestea sa nu fie subtiri pentru ca se pot rupe-Acestea sa nu fie inalte pentru a nu se rupe-Sa aiba varful ascutit pentru a favoriza curgerea materialului
Planul de separare sa fie perpendicular pe directia de actiune a fortelor
Pentru a nu genera tensiuni tangentiale care sa impiedice inchiderea corecta a matritei si a nu solicita defavorabil elementele de ghidare
Realizarea unei roti cu butuc
-Este o piesa cilindrica-Are un butuc-Prezinta o gaura ce nu poate fi realizata prin forjare fiind lunga si de diametre mic
Forma tehnologica a piesei (albastru) copiaza piesa finita dar va avea
-Adaosuri de prelucrare pe suprafetele care se vor prelucra-Suprafetele paralele cu directia forjarii vor fi inclinate-Unghiurile diedre vor fi rotunjite-Nu va prezenta zone moarte (intranduri perpendiculare pe directia forjarii-Nu va avea gauri de diametru mic (sa nu fie necesare poansoane subtiri care s-ar putea rupe in procesul forjarii)
Planul de separare intre matrite (se ia in sectiunea cea mai mare si trebie sa asigure curgerea materialului si scoaterea piesei din matrita)
Desfasurarea procesului
Determinarea greutatii si a a formei semifabricatului de pornire
Piesa fiind mica va fi realizata dintr-un semifabricat laminat Gsp=Gpf+Gpo+GbGb=aprox07Vbρ
Forma semifabricatului de pornire sa fie cat mai aproape de forma piesei forjate
Incalzirea semifabricatului
Curatirea prin suflare (cu aer comprimat) si ungerea cavitatii matritei pentru a facilita curgerea materialului in matrita si scoaterea piesei
Asezarea semifabricatului in semimatrita inferioara
1 2
3 4
DEBAVURAREA
Inlaturarea bavurii formate in timpul forjarii in matrita deschisa
La cald-cand bavura este mare si necesita forta mare de debavurare
Deoarece piesa poate rezulta deformata din cauza fortelor de deformare se face obligatoriu o calibrare
La rece-cand nu necesita forta mare de debavurare
Cel mai adesea
Consta in impingerea piesei printr-o matrita de debavurare (bavura exterioara)
Consta in taierea bavurii cu ajutorul unui poanson (bavura exterioara)
F
Matrita de debavurare fara gulerbullAre avantajul reducerii frecarii dintre piesa si matritabullAre dezavantajul ca nu poate fi reconditionata la aceeasi dimensiune
Matrita de debavurare cu gulerbullAre avantajul posibilitatii de reconditionare la aceeasi dimensiunebullAre dezavantajul frecarii dintre piesa si matrita (forta mare distrugerea calitatii suprafetei)
FORJAREA IN MATRITE INCHISE
Are avantajul obtinerii pieselor fara bavuraNu necesita debavurareNu exista pierderi de material prin bavura
Procedeu complexInstalatii complexeNu se poate aplica decat anumitor categorii de piese
Obtinerea unui bulon cu cap sferic
1 2 3
5
4
a f
bb
c
d d
FF
1-corpul matrita2-semimatrita stanga3-poanson (al 3-lea element de inchidere)4-semimatrita dreapta5-materialul supus deformarii6-cutit de taiere
6
Laminarea semifabricatelor Laminarea semifabricatelor are urmatoarele dezavantaje are urmatoarele dezavantaje
bullProcesul laminarii se desfasoara la cald si Procesul laminarii se desfasoara la cald si deci cu consum de energie maredeci cu consum de energie marebullNu se pot obtine semifabricate cu sectiune Nu se pot obtine semifabricate cu sectiune mica deoarece procesul de oxidare ar putea mica deoarece procesul de oxidare ar putea afecta intreaga masa a materialuluiafecta intreaga masa a materialuluibullNu se pot obtine semifabricate de precizie Nu se pot obtine semifabricate de precizie dimensionala si de forma ridicatadimensionala si de forma ridicata
TragereaTragerea
Este o operatie de deformare plastica la rece Este o operatie de deformare plastica la rece (cel mai adesea) care consta in trecerea (cel mai adesea) care consta in trecerea materialului prin orificiul unei scule numite materialului prin orificiul unei scule numite filiera
Prin aceasta filiera va atribui materialului forma dimensiunile si precizia corespunzatoare
Ft
1
2
3
4
5
Fr
1 Filiea1 Filiea2 Materialul supus tragerii2 Materialul supus tragerii3 Forta care actioneaza asupra 3 Forta care actioneaza asupra materialului in timpul deformariimaterialului in timpul deformarii4 Forta de deformare4 Forta de deformare5 Forta de respingere F5 Forta de respingere Frr
SS00 sectiunea initiala a materialului sectiunea initiala a materialuluiSSuu sectiunea rezultata dupa sectiunea rezultata dupa tragerea materialuluitragerea materialului
S0Su
CONDITIA TRAGERIICONDITIA TRAGERIIFFttgtFgtFrr
FFttltForta la rupere a materialului ltForta la rupere a materialului in sectiunea cea mai micain sectiunea cea mai mica
FFttltRltRmmSSuu sau F sau FttltltσσrrSSuuCOEFICIENTUL DE TRAGERECOEFICIENTUL DE TRAGERE
FilieraFiliera reprezinta scula de deformare Prin urmare are o reprezinta scula de deformare Prin urmare are o deosebita importantadeosebita importanta
1
2
36
5
4
Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si printr-un profil transversalprintr-un profil transversal
Profilul longitudinal este format dintr-o Profilul longitudinal este format dintr-o succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)1-conul de intrare (rol de protectie)1-conul de intrare (rol de protectie)2 Conul de ungere (lubrifiere)2 Conul de ungere (lubrifiere)3 Conul de deformare3 Conul de deformare4 Zona de calibrare4 Zona de calibrare5 Conul de iesire5 Conul de iesire6 Conul de protectie la iesire a filierei6 Conul de protectie la iesire a filierei
Profilul transversal este dat de zona de calibrare care Profilul transversal este dat de zona de calibrare care confera materialului geometria si dimensiunile confera materialului geometria si dimensiunile sectiunii transversale sectiunii transversale
Materialele utilizate la executarea filierei trebuie saMaterialele utilizate la executarea filierei trebuie sa- aiba duritate ridicataaiba duritate ridicata- sa aiba o mare rezistenta la uzurasa aiba o mare rezistenta la uzura
Ele se clasifica in functie de modul de reconditionareEle se clasifica in functie de modul de reconditionare
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la aceeasi se reconditioneaza la aceeasi dimensiunedimensiune
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la o se reconditioneaza la o dimensiune superioaradimensiune superioara
- Otelurile de sculeOtelurile de scule- Otelurile rapideOtelurile rapide
-Carburile (indeosebi cele de -Carburile (indeosebi cele de wolfram)wolfram)- Diamantul- Diamantul
Se reconditioneaza prinSe reconditioneaza prin-Recoacere de inmuiereRecoacere de inmuiere-Forjare (aducere la dimensiunea dorita)Forjare (aducere la dimensiunea dorita)-Prelucrare mecanicaPrelucrare mecanica-Tratament termicTratament termic-SlefuireSlefuire
Prelucrare prin slefuire la o Prelucrare prin slefuire la o dimensiune superioaradimensiune superioara
Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului filierei aceasta se monteaza intr-o portfilierafilierei aceasta se monteaza intr-o portfiliera
1
2
3
4
5
6 7
1 filiera1 filiera2 portfiliera2 portfiliera3 materialul supus tragerii3 materialul supus tragerii4 canal de racire cu apa4 canal de racire cu apa5 batiul masinii de tras5 batiul masinii de tras6 bolt de prindere6 bolt de prindere7 cutia de lubrifiant solid7 cutia de lubrifiant solid
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
1
3
1
2
3
Lungirea pe dorn Latirea pe dorn
Urmareste cresterea lungimii unei tevi prin micsorarea grosimii peretelui tevii
initiale si controlul (prin intermediul dornului) a diametrului interior
Urmareste cresterea diametrului (interior si exterior) a unui inel prin
micsorarea grosimii peretelui inelului initial
1 ndash sabota 2- nicovala 3 ndash dornul
1
2
1 3
Taierea cu 2 daltiTaierea cu o dalta
1 ndash dalta 2- masa de lucru (suport) 3 ndash dalta inferioara
Urmareste impartirea semifabricatului incalzit in doua componente cu
ajutorul unei (doua) scule numita dalta
Se realizeaza in doua fazebullTaierea pe o partebullIntoarcerea materialuluibullTaierea completa cu ruperea materialului dupa fisura ldquoardquo
aa
Se realizeaza intr-o singura fazabullTaierea simultana cu doua daltibullRuperea materialului dupa fisura ldquoardquo
TAIEREA
Gaurirea
Pentru gauri mici cu dorn plin
Pentru gauri mari cu dorn tubular
Se realizeaza in doua faze1Faza de impungere2Faza de strapungere (dupa intoarcerea piesei)
Gaura fiind mica dornul nu poate fi tubular deoarece ar avea o sectiune mica si s-ar rupe
Gaura fiind mare dornul poate fi tubular deoarece are o sectiune suficient de mare
Semifabricatul rezulta bombat (umflat la mijloc) si necesita o operatie ulterioara de cilindrare
3
2
1
1-piesa2-poanson3-nicovala
Indoirea
Urmareste cresterea sectiunii transversale pe seama
micsorarii inaltimii materialului
R
R1
R1gtR aFixare Forta de indoireDupa indoire forta este inlaturata si apare relaxarea elastica ldquoardquo
Forta de indoire
Refularea
Urmareste obtinerea unor semifabricate a caror forme
copiaza un model
Dupa refulare se aplica si o operatie de cilindrare
FFSabota
Nicovala
Material
Model
FORJAREA LIBERA
FORJAREA LIBERA (manuala sau mecanizata)
Utilizeaza scule simple (ciocane baroase dalti clesti compase pentru masurare etc)
Se realizeaza ca o succesiune a operatiilor simple ale deformarii plastice
Nu poate controla procesul de deformare ca marime si directie (volumul de material deplasat si directia dupa care se deplaseaza materialul)
LA FORJAREA LIBERA
Se porneste de la desenul de executie a piesei
Se stabileste desenul piesei forjate
Se determina greutatea semifabricatului de pornire
Desenul piesei forjate difera de piesa finita atat
ca marime cat si ca forma
Ca marime-se lasa adaosuri de prelucrare pe
suprafetele ce se vor prelucra
Exista forme tehnologice (alte forme neputand a fi prelucrate prin forjare)
Cand se porneste de la lingouGsp=Gpf+Gcl+Gpl+Gpo+Gpg
Cand se porneste de la un laminat
Gsp=Gpf+Gpo+Gpg
FORME TEHNOLOGICE
bullNu se pot realiza suprafete inclinate deoarece suprafetele elementelor de actiune si de reactiune sunt orizontalebullNu se pot obtine piese cu proeminente pe amandoua partile deoarece s-ar indoi la prelucrarea prin forjare
bullFormele complexe se obtin prin indoirebullGaurile mici se prelucreaza prin aschiere deoarece ar necesita dornuri de gaurire subtiri care s-ar rupebullAlte forme complexe se descompun in forme simple ce se prelucreaza prin forjare dupa care se imbina prin sudare
OBTINEREA UNUI ARBORE COTIT SIMPLU PRIN FORJARE LIBERA
Alegerea formei si stabilirea semifabricatului de pornireForma trebuie sa fie cat mai apropiata de cea a piesei In acest caz semifabricatul din imagine
Prelucrarea prin refulare lungire si latire pentru a-l aduce la sectiunea transversala a piesei
Insemnarea cu ajutorul daltilor
Formarea capetelor prin lungire latire
Rotunjirea capetelor cu sculele speciale 1 de fasonare
Taierea capetelor la lungimea prevazuta in desen cu dalti
F
F
1
FORJAREA IN MATRITA
Forjarea in matrita este o forjare mecanizata
Permite controlul deformarii atat ca directie cat si ca volum de material
Operatiile de baza se suprapun Ele se desfasoara simultan
Se poate realiza in-matrita deschisa (are canal de bavura)-matrita inchisa
Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de dimensiuni mici (nu necesita matrita mare si utilaje de forta mare) si forma complexa dintr-o gama variata de metale si aliajeProcedeul se aplica la serii mari de fabricatie
FORJAREA IN MATRITE DESCHISE
Matrita este scula de deformare
1
2
3
5
6
4
9
7
8
1-semimatrita superioara2-semimatrita inferioara3-cavitatea semimatritei sup4-cavitatea semimatritei inf5-canalul de bavura6-canalul de refulare7-prinderea semimatritei sup8-prinderea semimatritei inf9-elemente de ghidare (stifturi)10-planul de separare
F
F
10
Conditii impuse matritelor
Suprafetele paralele cu directia forjarii sa fie usor inclinate
-Asigura o curgere mai usoara a materialului in matrita-Asigura o scoatere mai usoara a piesei din matrita
Unghiurile diedre sa fie rotunjite
-Evitarea formarii concentratorilor de tensiune si ruperea matritei-Pentru umplerea corespunzatoare a matritei (varfurile sunt spatii inguste unde materialul curge greu-Evitarea blocarii piesei in matrita
Sa aiba canal de bavura si de refulare
-Asigura indepartarea surplusului de material-Controleaza procesul de umplere
Pentru marcarea centrului gaurilor si pentru alte functii sunt prevazute proeminente
-Acestea sa nu fie subtiri pentru ca se pot rupe-Acestea sa nu fie inalte pentru a nu se rupe-Sa aiba varful ascutit pentru a favoriza curgerea materialului
Planul de separare sa fie perpendicular pe directia de actiune a fortelor
Pentru a nu genera tensiuni tangentiale care sa impiedice inchiderea corecta a matritei si a nu solicita defavorabil elementele de ghidare
Realizarea unei roti cu butuc
-Este o piesa cilindrica-Are un butuc-Prezinta o gaura ce nu poate fi realizata prin forjare fiind lunga si de diametre mic
Forma tehnologica a piesei (albastru) copiaza piesa finita dar va avea
-Adaosuri de prelucrare pe suprafetele care se vor prelucra-Suprafetele paralele cu directia forjarii vor fi inclinate-Unghiurile diedre vor fi rotunjite-Nu va prezenta zone moarte (intranduri perpendiculare pe directia forjarii-Nu va avea gauri de diametru mic (sa nu fie necesare poansoane subtiri care s-ar putea rupe in procesul forjarii)
Planul de separare intre matrite (se ia in sectiunea cea mai mare si trebie sa asigure curgerea materialului si scoaterea piesei din matrita)
Desfasurarea procesului
Determinarea greutatii si a a formei semifabricatului de pornire
Piesa fiind mica va fi realizata dintr-un semifabricat laminat Gsp=Gpf+Gpo+GbGb=aprox07Vbρ
Forma semifabricatului de pornire sa fie cat mai aproape de forma piesei forjate
Incalzirea semifabricatului
Curatirea prin suflare (cu aer comprimat) si ungerea cavitatii matritei pentru a facilita curgerea materialului in matrita si scoaterea piesei
Asezarea semifabricatului in semimatrita inferioara
1 2
3 4
DEBAVURAREA
Inlaturarea bavurii formate in timpul forjarii in matrita deschisa
La cald-cand bavura este mare si necesita forta mare de debavurare
Deoarece piesa poate rezulta deformata din cauza fortelor de deformare se face obligatoriu o calibrare
La rece-cand nu necesita forta mare de debavurare
Cel mai adesea
Consta in impingerea piesei printr-o matrita de debavurare (bavura exterioara)
Consta in taierea bavurii cu ajutorul unui poanson (bavura exterioara)
F
Matrita de debavurare fara gulerbullAre avantajul reducerii frecarii dintre piesa si matritabullAre dezavantajul ca nu poate fi reconditionata la aceeasi dimensiune
Matrita de debavurare cu gulerbullAre avantajul posibilitatii de reconditionare la aceeasi dimensiunebullAre dezavantajul frecarii dintre piesa si matrita (forta mare distrugerea calitatii suprafetei)
FORJAREA IN MATRITE INCHISE
Are avantajul obtinerii pieselor fara bavuraNu necesita debavurareNu exista pierderi de material prin bavura
Procedeu complexInstalatii complexeNu se poate aplica decat anumitor categorii de piese
Obtinerea unui bulon cu cap sferic
1 2 3
5
4
a f
bb
c
d d
FF
1-corpul matrita2-semimatrita stanga3-poanson (al 3-lea element de inchidere)4-semimatrita dreapta5-materialul supus deformarii6-cutit de taiere
6
Laminarea semifabricatelor Laminarea semifabricatelor are urmatoarele dezavantaje are urmatoarele dezavantaje
bullProcesul laminarii se desfasoara la cald si Procesul laminarii se desfasoara la cald si deci cu consum de energie maredeci cu consum de energie marebullNu se pot obtine semifabricate cu sectiune Nu se pot obtine semifabricate cu sectiune mica deoarece procesul de oxidare ar putea mica deoarece procesul de oxidare ar putea afecta intreaga masa a materialuluiafecta intreaga masa a materialuluibullNu se pot obtine semifabricate de precizie Nu se pot obtine semifabricate de precizie dimensionala si de forma ridicatadimensionala si de forma ridicata
TragereaTragerea
Este o operatie de deformare plastica la rece Este o operatie de deformare plastica la rece (cel mai adesea) care consta in trecerea (cel mai adesea) care consta in trecerea materialului prin orificiul unei scule numite materialului prin orificiul unei scule numite filiera
Prin aceasta filiera va atribui materialului forma dimensiunile si precizia corespunzatoare
Ft
1
2
3
4
5
Fr
1 Filiea1 Filiea2 Materialul supus tragerii2 Materialul supus tragerii3 Forta care actioneaza asupra 3 Forta care actioneaza asupra materialului in timpul deformariimaterialului in timpul deformarii4 Forta de deformare4 Forta de deformare5 Forta de respingere F5 Forta de respingere Frr
SS00 sectiunea initiala a materialului sectiunea initiala a materialuluiSSuu sectiunea rezultata dupa sectiunea rezultata dupa tragerea materialuluitragerea materialului
S0Su
CONDITIA TRAGERIICONDITIA TRAGERIIFFttgtFgtFrr
FFttltForta la rupere a materialului ltForta la rupere a materialului in sectiunea cea mai micain sectiunea cea mai mica
FFttltRltRmmSSuu sau F sau FttltltσσrrSSuuCOEFICIENTUL DE TRAGERECOEFICIENTUL DE TRAGERE
FilieraFiliera reprezinta scula de deformare Prin urmare are o reprezinta scula de deformare Prin urmare are o deosebita importantadeosebita importanta
1
2
36
5
4
Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si printr-un profil transversalprintr-un profil transversal
Profilul longitudinal este format dintr-o Profilul longitudinal este format dintr-o succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)1-conul de intrare (rol de protectie)1-conul de intrare (rol de protectie)2 Conul de ungere (lubrifiere)2 Conul de ungere (lubrifiere)3 Conul de deformare3 Conul de deformare4 Zona de calibrare4 Zona de calibrare5 Conul de iesire5 Conul de iesire6 Conul de protectie la iesire a filierei6 Conul de protectie la iesire a filierei
Profilul transversal este dat de zona de calibrare care Profilul transversal este dat de zona de calibrare care confera materialului geometria si dimensiunile confera materialului geometria si dimensiunile sectiunii transversale sectiunii transversale
Materialele utilizate la executarea filierei trebuie saMaterialele utilizate la executarea filierei trebuie sa- aiba duritate ridicataaiba duritate ridicata- sa aiba o mare rezistenta la uzurasa aiba o mare rezistenta la uzura
Ele se clasifica in functie de modul de reconditionareEle se clasifica in functie de modul de reconditionare
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la aceeasi se reconditioneaza la aceeasi dimensiunedimensiune
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la o se reconditioneaza la o dimensiune superioaradimensiune superioara
- Otelurile de sculeOtelurile de scule- Otelurile rapideOtelurile rapide
-Carburile (indeosebi cele de -Carburile (indeosebi cele de wolfram)wolfram)- Diamantul- Diamantul
Se reconditioneaza prinSe reconditioneaza prin-Recoacere de inmuiereRecoacere de inmuiere-Forjare (aducere la dimensiunea dorita)Forjare (aducere la dimensiunea dorita)-Prelucrare mecanicaPrelucrare mecanica-Tratament termicTratament termic-SlefuireSlefuire
Prelucrare prin slefuire la o Prelucrare prin slefuire la o dimensiune superioaradimensiune superioara
Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului filierei aceasta se monteaza intr-o portfilierafilierei aceasta se monteaza intr-o portfiliera
1
2
3
4
5
6 7
1 filiera1 filiera2 portfiliera2 portfiliera3 materialul supus tragerii3 materialul supus tragerii4 canal de racire cu apa4 canal de racire cu apa5 batiul masinii de tras5 batiul masinii de tras6 bolt de prindere6 bolt de prindere7 cutia de lubrifiant solid7 cutia de lubrifiant solid
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
1
2
1 3
Taierea cu 2 daltiTaierea cu o dalta
1 ndash dalta 2- masa de lucru (suport) 3 ndash dalta inferioara
Urmareste impartirea semifabricatului incalzit in doua componente cu
ajutorul unei (doua) scule numita dalta
Se realizeaza in doua fazebullTaierea pe o partebullIntoarcerea materialuluibullTaierea completa cu ruperea materialului dupa fisura ldquoardquo
aa
Se realizeaza intr-o singura fazabullTaierea simultana cu doua daltibullRuperea materialului dupa fisura ldquoardquo
TAIEREA
Gaurirea
Pentru gauri mici cu dorn plin
Pentru gauri mari cu dorn tubular
Se realizeaza in doua faze1Faza de impungere2Faza de strapungere (dupa intoarcerea piesei)
Gaura fiind mica dornul nu poate fi tubular deoarece ar avea o sectiune mica si s-ar rupe
Gaura fiind mare dornul poate fi tubular deoarece are o sectiune suficient de mare
Semifabricatul rezulta bombat (umflat la mijloc) si necesita o operatie ulterioara de cilindrare
3
2
1
1-piesa2-poanson3-nicovala
Indoirea
Urmareste cresterea sectiunii transversale pe seama
micsorarii inaltimii materialului
R
R1
R1gtR aFixare Forta de indoireDupa indoire forta este inlaturata si apare relaxarea elastica ldquoardquo
Forta de indoire
Refularea
Urmareste obtinerea unor semifabricate a caror forme
copiaza un model
Dupa refulare se aplica si o operatie de cilindrare
FFSabota
Nicovala
Material
Model
FORJAREA LIBERA
FORJAREA LIBERA (manuala sau mecanizata)
Utilizeaza scule simple (ciocane baroase dalti clesti compase pentru masurare etc)
Se realizeaza ca o succesiune a operatiilor simple ale deformarii plastice
Nu poate controla procesul de deformare ca marime si directie (volumul de material deplasat si directia dupa care se deplaseaza materialul)
LA FORJAREA LIBERA
Se porneste de la desenul de executie a piesei
Se stabileste desenul piesei forjate
Se determina greutatea semifabricatului de pornire
Desenul piesei forjate difera de piesa finita atat
ca marime cat si ca forma
Ca marime-se lasa adaosuri de prelucrare pe
suprafetele ce se vor prelucra
Exista forme tehnologice (alte forme neputand a fi prelucrate prin forjare)
Cand se porneste de la lingouGsp=Gpf+Gcl+Gpl+Gpo+Gpg
Cand se porneste de la un laminat
Gsp=Gpf+Gpo+Gpg
FORME TEHNOLOGICE
bullNu se pot realiza suprafete inclinate deoarece suprafetele elementelor de actiune si de reactiune sunt orizontalebullNu se pot obtine piese cu proeminente pe amandoua partile deoarece s-ar indoi la prelucrarea prin forjare
bullFormele complexe se obtin prin indoirebullGaurile mici se prelucreaza prin aschiere deoarece ar necesita dornuri de gaurire subtiri care s-ar rupebullAlte forme complexe se descompun in forme simple ce se prelucreaza prin forjare dupa care se imbina prin sudare
OBTINEREA UNUI ARBORE COTIT SIMPLU PRIN FORJARE LIBERA
Alegerea formei si stabilirea semifabricatului de pornireForma trebuie sa fie cat mai apropiata de cea a piesei In acest caz semifabricatul din imagine
Prelucrarea prin refulare lungire si latire pentru a-l aduce la sectiunea transversala a piesei
Insemnarea cu ajutorul daltilor
Formarea capetelor prin lungire latire
Rotunjirea capetelor cu sculele speciale 1 de fasonare
Taierea capetelor la lungimea prevazuta in desen cu dalti
F
F
1
FORJAREA IN MATRITA
Forjarea in matrita este o forjare mecanizata
Permite controlul deformarii atat ca directie cat si ca volum de material
Operatiile de baza se suprapun Ele se desfasoara simultan
Se poate realiza in-matrita deschisa (are canal de bavura)-matrita inchisa
Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de dimensiuni mici (nu necesita matrita mare si utilaje de forta mare) si forma complexa dintr-o gama variata de metale si aliajeProcedeul se aplica la serii mari de fabricatie
FORJAREA IN MATRITE DESCHISE
Matrita este scula de deformare
1
2
3
5
6
4
9
7
8
1-semimatrita superioara2-semimatrita inferioara3-cavitatea semimatritei sup4-cavitatea semimatritei inf5-canalul de bavura6-canalul de refulare7-prinderea semimatritei sup8-prinderea semimatritei inf9-elemente de ghidare (stifturi)10-planul de separare
F
F
10
Conditii impuse matritelor
Suprafetele paralele cu directia forjarii sa fie usor inclinate
-Asigura o curgere mai usoara a materialului in matrita-Asigura o scoatere mai usoara a piesei din matrita
Unghiurile diedre sa fie rotunjite
-Evitarea formarii concentratorilor de tensiune si ruperea matritei-Pentru umplerea corespunzatoare a matritei (varfurile sunt spatii inguste unde materialul curge greu-Evitarea blocarii piesei in matrita
Sa aiba canal de bavura si de refulare
-Asigura indepartarea surplusului de material-Controleaza procesul de umplere
Pentru marcarea centrului gaurilor si pentru alte functii sunt prevazute proeminente
-Acestea sa nu fie subtiri pentru ca se pot rupe-Acestea sa nu fie inalte pentru a nu se rupe-Sa aiba varful ascutit pentru a favoriza curgerea materialului
Planul de separare sa fie perpendicular pe directia de actiune a fortelor
Pentru a nu genera tensiuni tangentiale care sa impiedice inchiderea corecta a matritei si a nu solicita defavorabil elementele de ghidare
Realizarea unei roti cu butuc
-Este o piesa cilindrica-Are un butuc-Prezinta o gaura ce nu poate fi realizata prin forjare fiind lunga si de diametre mic
Forma tehnologica a piesei (albastru) copiaza piesa finita dar va avea
-Adaosuri de prelucrare pe suprafetele care se vor prelucra-Suprafetele paralele cu directia forjarii vor fi inclinate-Unghiurile diedre vor fi rotunjite-Nu va prezenta zone moarte (intranduri perpendiculare pe directia forjarii-Nu va avea gauri de diametru mic (sa nu fie necesare poansoane subtiri care s-ar putea rupe in procesul forjarii)
Planul de separare intre matrite (se ia in sectiunea cea mai mare si trebie sa asigure curgerea materialului si scoaterea piesei din matrita)
Desfasurarea procesului
Determinarea greutatii si a a formei semifabricatului de pornire
Piesa fiind mica va fi realizata dintr-un semifabricat laminat Gsp=Gpf+Gpo+GbGb=aprox07Vbρ
Forma semifabricatului de pornire sa fie cat mai aproape de forma piesei forjate
Incalzirea semifabricatului
Curatirea prin suflare (cu aer comprimat) si ungerea cavitatii matritei pentru a facilita curgerea materialului in matrita si scoaterea piesei
Asezarea semifabricatului in semimatrita inferioara
1 2
3 4
DEBAVURAREA
Inlaturarea bavurii formate in timpul forjarii in matrita deschisa
La cald-cand bavura este mare si necesita forta mare de debavurare
Deoarece piesa poate rezulta deformata din cauza fortelor de deformare se face obligatoriu o calibrare
La rece-cand nu necesita forta mare de debavurare
Cel mai adesea
Consta in impingerea piesei printr-o matrita de debavurare (bavura exterioara)
Consta in taierea bavurii cu ajutorul unui poanson (bavura exterioara)
F
Matrita de debavurare fara gulerbullAre avantajul reducerii frecarii dintre piesa si matritabullAre dezavantajul ca nu poate fi reconditionata la aceeasi dimensiune
Matrita de debavurare cu gulerbullAre avantajul posibilitatii de reconditionare la aceeasi dimensiunebullAre dezavantajul frecarii dintre piesa si matrita (forta mare distrugerea calitatii suprafetei)
FORJAREA IN MATRITE INCHISE
Are avantajul obtinerii pieselor fara bavuraNu necesita debavurareNu exista pierderi de material prin bavura
Procedeu complexInstalatii complexeNu se poate aplica decat anumitor categorii de piese
Obtinerea unui bulon cu cap sferic
1 2 3
5
4
a f
bb
c
d d
FF
1-corpul matrita2-semimatrita stanga3-poanson (al 3-lea element de inchidere)4-semimatrita dreapta5-materialul supus deformarii6-cutit de taiere
6
Laminarea semifabricatelor Laminarea semifabricatelor are urmatoarele dezavantaje are urmatoarele dezavantaje
bullProcesul laminarii se desfasoara la cald si Procesul laminarii se desfasoara la cald si deci cu consum de energie maredeci cu consum de energie marebullNu se pot obtine semifabricate cu sectiune Nu se pot obtine semifabricate cu sectiune mica deoarece procesul de oxidare ar putea mica deoarece procesul de oxidare ar putea afecta intreaga masa a materialuluiafecta intreaga masa a materialuluibullNu se pot obtine semifabricate de precizie Nu se pot obtine semifabricate de precizie dimensionala si de forma ridicatadimensionala si de forma ridicata
TragereaTragerea
Este o operatie de deformare plastica la rece Este o operatie de deformare plastica la rece (cel mai adesea) care consta in trecerea (cel mai adesea) care consta in trecerea materialului prin orificiul unei scule numite materialului prin orificiul unei scule numite filiera
Prin aceasta filiera va atribui materialului forma dimensiunile si precizia corespunzatoare
Ft
1
2
3
4
5
Fr
1 Filiea1 Filiea2 Materialul supus tragerii2 Materialul supus tragerii3 Forta care actioneaza asupra 3 Forta care actioneaza asupra materialului in timpul deformariimaterialului in timpul deformarii4 Forta de deformare4 Forta de deformare5 Forta de respingere F5 Forta de respingere Frr
SS00 sectiunea initiala a materialului sectiunea initiala a materialuluiSSuu sectiunea rezultata dupa sectiunea rezultata dupa tragerea materialuluitragerea materialului
S0Su
CONDITIA TRAGERIICONDITIA TRAGERIIFFttgtFgtFrr
FFttltForta la rupere a materialului ltForta la rupere a materialului in sectiunea cea mai micain sectiunea cea mai mica
FFttltRltRmmSSuu sau F sau FttltltσσrrSSuuCOEFICIENTUL DE TRAGERECOEFICIENTUL DE TRAGERE
FilieraFiliera reprezinta scula de deformare Prin urmare are o reprezinta scula de deformare Prin urmare are o deosebita importantadeosebita importanta
1
2
36
5
4
Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si printr-un profil transversalprintr-un profil transversal
Profilul longitudinal este format dintr-o Profilul longitudinal este format dintr-o succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)1-conul de intrare (rol de protectie)1-conul de intrare (rol de protectie)2 Conul de ungere (lubrifiere)2 Conul de ungere (lubrifiere)3 Conul de deformare3 Conul de deformare4 Zona de calibrare4 Zona de calibrare5 Conul de iesire5 Conul de iesire6 Conul de protectie la iesire a filierei6 Conul de protectie la iesire a filierei
Profilul transversal este dat de zona de calibrare care Profilul transversal este dat de zona de calibrare care confera materialului geometria si dimensiunile confera materialului geometria si dimensiunile sectiunii transversale sectiunii transversale
Materialele utilizate la executarea filierei trebuie saMaterialele utilizate la executarea filierei trebuie sa- aiba duritate ridicataaiba duritate ridicata- sa aiba o mare rezistenta la uzurasa aiba o mare rezistenta la uzura
Ele se clasifica in functie de modul de reconditionareEle se clasifica in functie de modul de reconditionare
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la aceeasi se reconditioneaza la aceeasi dimensiunedimensiune
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la o se reconditioneaza la o dimensiune superioaradimensiune superioara
- Otelurile de sculeOtelurile de scule- Otelurile rapideOtelurile rapide
-Carburile (indeosebi cele de -Carburile (indeosebi cele de wolfram)wolfram)- Diamantul- Diamantul
Se reconditioneaza prinSe reconditioneaza prin-Recoacere de inmuiereRecoacere de inmuiere-Forjare (aducere la dimensiunea dorita)Forjare (aducere la dimensiunea dorita)-Prelucrare mecanicaPrelucrare mecanica-Tratament termicTratament termic-SlefuireSlefuire
Prelucrare prin slefuire la o Prelucrare prin slefuire la o dimensiune superioaradimensiune superioara
Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului filierei aceasta se monteaza intr-o portfilierafilierei aceasta se monteaza intr-o portfiliera
1
2
3
4
5
6 7
1 filiera1 filiera2 portfiliera2 portfiliera3 materialul supus tragerii3 materialul supus tragerii4 canal de racire cu apa4 canal de racire cu apa5 batiul masinii de tras5 batiul masinii de tras6 bolt de prindere6 bolt de prindere7 cutia de lubrifiant solid7 cutia de lubrifiant solid
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Gaurirea
Pentru gauri mici cu dorn plin
Pentru gauri mari cu dorn tubular
Se realizeaza in doua faze1Faza de impungere2Faza de strapungere (dupa intoarcerea piesei)
Gaura fiind mica dornul nu poate fi tubular deoarece ar avea o sectiune mica si s-ar rupe
Gaura fiind mare dornul poate fi tubular deoarece are o sectiune suficient de mare
Semifabricatul rezulta bombat (umflat la mijloc) si necesita o operatie ulterioara de cilindrare
3
2
1
1-piesa2-poanson3-nicovala
Indoirea
Urmareste cresterea sectiunii transversale pe seama
micsorarii inaltimii materialului
R
R1
R1gtR aFixare Forta de indoireDupa indoire forta este inlaturata si apare relaxarea elastica ldquoardquo
Forta de indoire
Refularea
Urmareste obtinerea unor semifabricate a caror forme
copiaza un model
Dupa refulare se aplica si o operatie de cilindrare
FFSabota
Nicovala
Material
Model
FORJAREA LIBERA
FORJAREA LIBERA (manuala sau mecanizata)
Utilizeaza scule simple (ciocane baroase dalti clesti compase pentru masurare etc)
Se realizeaza ca o succesiune a operatiilor simple ale deformarii plastice
Nu poate controla procesul de deformare ca marime si directie (volumul de material deplasat si directia dupa care se deplaseaza materialul)
LA FORJAREA LIBERA
Se porneste de la desenul de executie a piesei
Se stabileste desenul piesei forjate
Se determina greutatea semifabricatului de pornire
Desenul piesei forjate difera de piesa finita atat
ca marime cat si ca forma
Ca marime-se lasa adaosuri de prelucrare pe
suprafetele ce se vor prelucra
Exista forme tehnologice (alte forme neputand a fi prelucrate prin forjare)
Cand se porneste de la lingouGsp=Gpf+Gcl+Gpl+Gpo+Gpg
Cand se porneste de la un laminat
Gsp=Gpf+Gpo+Gpg
FORME TEHNOLOGICE
bullNu se pot realiza suprafete inclinate deoarece suprafetele elementelor de actiune si de reactiune sunt orizontalebullNu se pot obtine piese cu proeminente pe amandoua partile deoarece s-ar indoi la prelucrarea prin forjare
bullFormele complexe se obtin prin indoirebullGaurile mici se prelucreaza prin aschiere deoarece ar necesita dornuri de gaurire subtiri care s-ar rupebullAlte forme complexe se descompun in forme simple ce se prelucreaza prin forjare dupa care se imbina prin sudare
OBTINEREA UNUI ARBORE COTIT SIMPLU PRIN FORJARE LIBERA
Alegerea formei si stabilirea semifabricatului de pornireForma trebuie sa fie cat mai apropiata de cea a piesei In acest caz semifabricatul din imagine
Prelucrarea prin refulare lungire si latire pentru a-l aduce la sectiunea transversala a piesei
Insemnarea cu ajutorul daltilor
Formarea capetelor prin lungire latire
Rotunjirea capetelor cu sculele speciale 1 de fasonare
Taierea capetelor la lungimea prevazuta in desen cu dalti
F
F
1
FORJAREA IN MATRITA
Forjarea in matrita este o forjare mecanizata
Permite controlul deformarii atat ca directie cat si ca volum de material
Operatiile de baza se suprapun Ele se desfasoara simultan
Se poate realiza in-matrita deschisa (are canal de bavura)-matrita inchisa
Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de dimensiuni mici (nu necesita matrita mare si utilaje de forta mare) si forma complexa dintr-o gama variata de metale si aliajeProcedeul se aplica la serii mari de fabricatie
FORJAREA IN MATRITE DESCHISE
Matrita este scula de deformare
1
2
3
5
6
4
9
7
8
1-semimatrita superioara2-semimatrita inferioara3-cavitatea semimatritei sup4-cavitatea semimatritei inf5-canalul de bavura6-canalul de refulare7-prinderea semimatritei sup8-prinderea semimatritei inf9-elemente de ghidare (stifturi)10-planul de separare
F
F
10
Conditii impuse matritelor
Suprafetele paralele cu directia forjarii sa fie usor inclinate
-Asigura o curgere mai usoara a materialului in matrita-Asigura o scoatere mai usoara a piesei din matrita
Unghiurile diedre sa fie rotunjite
-Evitarea formarii concentratorilor de tensiune si ruperea matritei-Pentru umplerea corespunzatoare a matritei (varfurile sunt spatii inguste unde materialul curge greu-Evitarea blocarii piesei in matrita
Sa aiba canal de bavura si de refulare
-Asigura indepartarea surplusului de material-Controleaza procesul de umplere
Pentru marcarea centrului gaurilor si pentru alte functii sunt prevazute proeminente
-Acestea sa nu fie subtiri pentru ca se pot rupe-Acestea sa nu fie inalte pentru a nu se rupe-Sa aiba varful ascutit pentru a favoriza curgerea materialului
Planul de separare sa fie perpendicular pe directia de actiune a fortelor
Pentru a nu genera tensiuni tangentiale care sa impiedice inchiderea corecta a matritei si a nu solicita defavorabil elementele de ghidare
Realizarea unei roti cu butuc
-Este o piesa cilindrica-Are un butuc-Prezinta o gaura ce nu poate fi realizata prin forjare fiind lunga si de diametre mic
Forma tehnologica a piesei (albastru) copiaza piesa finita dar va avea
-Adaosuri de prelucrare pe suprafetele care se vor prelucra-Suprafetele paralele cu directia forjarii vor fi inclinate-Unghiurile diedre vor fi rotunjite-Nu va prezenta zone moarte (intranduri perpendiculare pe directia forjarii-Nu va avea gauri de diametru mic (sa nu fie necesare poansoane subtiri care s-ar putea rupe in procesul forjarii)
Planul de separare intre matrite (se ia in sectiunea cea mai mare si trebie sa asigure curgerea materialului si scoaterea piesei din matrita)
Desfasurarea procesului
Determinarea greutatii si a a formei semifabricatului de pornire
Piesa fiind mica va fi realizata dintr-un semifabricat laminat Gsp=Gpf+Gpo+GbGb=aprox07Vbρ
Forma semifabricatului de pornire sa fie cat mai aproape de forma piesei forjate
Incalzirea semifabricatului
Curatirea prin suflare (cu aer comprimat) si ungerea cavitatii matritei pentru a facilita curgerea materialului in matrita si scoaterea piesei
Asezarea semifabricatului in semimatrita inferioara
1 2
3 4
DEBAVURAREA
Inlaturarea bavurii formate in timpul forjarii in matrita deschisa
La cald-cand bavura este mare si necesita forta mare de debavurare
Deoarece piesa poate rezulta deformata din cauza fortelor de deformare se face obligatoriu o calibrare
La rece-cand nu necesita forta mare de debavurare
Cel mai adesea
Consta in impingerea piesei printr-o matrita de debavurare (bavura exterioara)
Consta in taierea bavurii cu ajutorul unui poanson (bavura exterioara)
F
Matrita de debavurare fara gulerbullAre avantajul reducerii frecarii dintre piesa si matritabullAre dezavantajul ca nu poate fi reconditionata la aceeasi dimensiune
Matrita de debavurare cu gulerbullAre avantajul posibilitatii de reconditionare la aceeasi dimensiunebullAre dezavantajul frecarii dintre piesa si matrita (forta mare distrugerea calitatii suprafetei)
FORJAREA IN MATRITE INCHISE
Are avantajul obtinerii pieselor fara bavuraNu necesita debavurareNu exista pierderi de material prin bavura
Procedeu complexInstalatii complexeNu se poate aplica decat anumitor categorii de piese
Obtinerea unui bulon cu cap sferic
1 2 3
5
4
a f
bb
c
d d
FF
1-corpul matrita2-semimatrita stanga3-poanson (al 3-lea element de inchidere)4-semimatrita dreapta5-materialul supus deformarii6-cutit de taiere
6
Laminarea semifabricatelor Laminarea semifabricatelor are urmatoarele dezavantaje are urmatoarele dezavantaje
bullProcesul laminarii se desfasoara la cald si Procesul laminarii se desfasoara la cald si deci cu consum de energie maredeci cu consum de energie marebullNu se pot obtine semifabricate cu sectiune Nu se pot obtine semifabricate cu sectiune mica deoarece procesul de oxidare ar putea mica deoarece procesul de oxidare ar putea afecta intreaga masa a materialuluiafecta intreaga masa a materialuluibullNu se pot obtine semifabricate de precizie Nu se pot obtine semifabricate de precizie dimensionala si de forma ridicatadimensionala si de forma ridicata
TragereaTragerea
Este o operatie de deformare plastica la rece Este o operatie de deformare plastica la rece (cel mai adesea) care consta in trecerea (cel mai adesea) care consta in trecerea materialului prin orificiul unei scule numite materialului prin orificiul unei scule numite filiera
Prin aceasta filiera va atribui materialului forma dimensiunile si precizia corespunzatoare
Ft
1
2
3
4
5
Fr
1 Filiea1 Filiea2 Materialul supus tragerii2 Materialul supus tragerii3 Forta care actioneaza asupra 3 Forta care actioneaza asupra materialului in timpul deformariimaterialului in timpul deformarii4 Forta de deformare4 Forta de deformare5 Forta de respingere F5 Forta de respingere Frr
SS00 sectiunea initiala a materialului sectiunea initiala a materialuluiSSuu sectiunea rezultata dupa sectiunea rezultata dupa tragerea materialuluitragerea materialului
S0Su
CONDITIA TRAGERIICONDITIA TRAGERIIFFttgtFgtFrr
FFttltForta la rupere a materialului ltForta la rupere a materialului in sectiunea cea mai micain sectiunea cea mai mica
FFttltRltRmmSSuu sau F sau FttltltσσrrSSuuCOEFICIENTUL DE TRAGERECOEFICIENTUL DE TRAGERE
FilieraFiliera reprezinta scula de deformare Prin urmare are o reprezinta scula de deformare Prin urmare are o deosebita importantadeosebita importanta
1
2
36
5
4
Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si printr-un profil transversalprintr-un profil transversal
Profilul longitudinal este format dintr-o Profilul longitudinal este format dintr-o succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)1-conul de intrare (rol de protectie)1-conul de intrare (rol de protectie)2 Conul de ungere (lubrifiere)2 Conul de ungere (lubrifiere)3 Conul de deformare3 Conul de deformare4 Zona de calibrare4 Zona de calibrare5 Conul de iesire5 Conul de iesire6 Conul de protectie la iesire a filierei6 Conul de protectie la iesire a filierei
Profilul transversal este dat de zona de calibrare care Profilul transversal este dat de zona de calibrare care confera materialului geometria si dimensiunile confera materialului geometria si dimensiunile sectiunii transversale sectiunii transversale
Materialele utilizate la executarea filierei trebuie saMaterialele utilizate la executarea filierei trebuie sa- aiba duritate ridicataaiba duritate ridicata- sa aiba o mare rezistenta la uzurasa aiba o mare rezistenta la uzura
Ele se clasifica in functie de modul de reconditionareEle se clasifica in functie de modul de reconditionare
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la aceeasi se reconditioneaza la aceeasi dimensiunedimensiune
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la o se reconditioneaza la o dimensiune superioaradimensiune superioara
- Otelurile de sculeOtelurile de scule- Otelurile rapideOtelurile rapide
-Carburile (indeosebi cele de -Carburile (indeosebi cele de wolfram)wolfram)- Diamantul- Diamantul
Se reconditioneaza prinSe reconditioneaza prin-Recoacere de inmuiereRecoacere de inmuiere-Forjare (aducere la dimensiunea dorita)Forjare (aducere la dimensiunea dorita)-Prelucrare mecanicaPrelucrare mecanica-Tratament termicTratament termic-SlefuireSlefuire
Prelucrare prin slefuire la o Prelucrare prin slefuire la o dimensiune superioaradimensiune superioara
Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului filierei aceasta se monteaza intr-o portfilierafilierei aceasta se monteaza intr-o portfiliera
1
2
3
4
5
6 7
1 filiera1 filiera2 portfiliera2 portfiliera3 materialul supus tragerii3 materialul supus tragerii4 canal de racire cu apa4 canal de racire cu apa5 batiul masinii de tras5 batiul masinii de tras6 bolt de prindere6 bolt de prindere7 cutia de lubrifiant solid7 cutia de lubrifiant solid
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Indoirea
Urmareste cresterea sectiunii transversale pe seama
micsorarii inaltimii materialului
R
R1
R1gtR aFixare Forta de indoireDupa indoire forta este inlaturata si apare relaxarea elastica ldquoardquo
Forta de indoire
Refularea
Urmareste obtinerea unor semifabricate a caror forme
copiaza un model
Dupa refulare se aplica si o operatie de cilindrare
FFSabota
Nicovala
Material
Model
FORJAREA LIBERA
FORJAREA LIBERA (manuala sau mecanizata)
Utilizeaza scule simple (ciocane baroase dalti clesti compase pentru masurare etc)
Se realizeaza ca o succesiune a operatiilor simple ale deformarii plastice
Nu poate controla procesul de deformare ca marime si directie (volumul de material deplasat si directia dupa care se deplaseaza materialul)
LA FORJAREA LIBERA
Se porneste de la desenul de executie a piesei
Se stabileste desenul piesei forjate
Se determina greutatea semifabricatului de pornire
Desenul piesei forjate difera de piesa finita atat
ca marime cat si ca forma
Ca marime-se lasa adaosuri de prelucrare pe
suprafetele ce se vor prelucra
Exista forme tehnologice (alte forme neputand a fi prelucrate prin forjare)
Cand se porneste de la lingouGsp=Gpf+Gcl+Gpl+Gpo+Gpg
Cand se porneste de la un laminat
Gsp=Gpf+Gpo+Gpg
FORME TEHNOLOGICE
bullNu se pot realiza suprafete inclinate deoarece suprafetele elementelor de actiune si de reactiune sunt orizontalebullNu se pot obtine piese cu proeminente pe amandoua partile deoarece s-ar indoi la prelucrarea prin forjare
bullFormele complexe se obtin prin indoirebullGaurile mici se prelucreaza prin aschiere deoarece ar necesita dornuri de gaurire subtiri care s-ar rupebullAlte forme complexe se descompun in forme simple ce se prelucreaza prin forjare dupa care se imbina prin sudare
OBTINEREA UNUI ARBORE COTIT SIMPLU PRIN FORJARE LIBERA
Alegerea formei si stabilirea semifabricatului de pornireForma trebuie sa fie cat mai apropiata de cea a piesei In acest caz semifabricatul din imagine
Prelucrarea prin refulare lungire si latire pentru a-l aduce la sectiunea transversala a piesei
Insemnarea cu ajutorul daltilor
Formarea capetelor prin lungire latire
Rotunjirea capetelor cu sculele speciale 1 de fasonare
Taierea capetelor la lungimea prevazuta in desen cu dalti
F
F
1
FORJAREA IN MATRITA
Forjarea in matrita este o forjare mecanizata
Permite controlul deformarii atat ca directie cat si ca volum de material
Operatiile de baza se suprapun Ele se desfasoara simultan
Se poate realiza in-matrita deschisa (are canal de bavura)-matrita inchisa
Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de dimensiuni mici (nu necesita matrita mare si utilaje de forta mare) si forma complexa dintr-o gama variata de metale si aliajeProcedeul se aplica la serii mari de fabricatie
FORJAREA IN MATRITE DESCHISE
Matrita este scula de deformare
1
2
3
5
6
4
9
7
8
1-semimatrita superioara2-semimatrita inferioara3-cavitatea semimatritei sup4-cavitatea semimatritei inf5-canalul de bavura6-canalul de refulare7-prinderea semimatritei sup8-prinderea semimatritei inf9-elemente de ghidare (stifturi)10-planul de separare
F
F
10
Conditii impuse matritelor
Suprafetele paralele cu directia forjarii sa fie usor inclinate
-Asigura o curgere mai usoara a materialului in matrita-Asigura o scoatere mai usoara a piesei din matrita
Unghiurile diedre sa fie rotunjite
-Evitarea formarii concentratorilor de tensiune si ruperea matritei-Pentru umplerea corespunzatoare a matritei (varfurile sunt spatii inguste unde materialul curge greu-Evitarea blocarii piesei in matrita
Sa aiba canal de bavura si de refulare
-Asigura indepartarea surplusului de material-Controleaza procesul de umplere
Pentru marcarea centrului gaurilor si pentru alte functii sunt prevazute proeminente
-Acestea sa nu fie subtiri pentru ca se pot rupe-Acestea sa nu fie inalte pentru a nu se rupe-Sa aiba varful ascutit pentru a favoriza curgerea materialului
Planul de separare sa fie perpendicular pe directia de actiune a fortelor
Pentru a nu genera tensiuni tangentiale care sa impiedice inchiderea corecta a matritei si a nu solicita defavorabil elementele de ghidare
Realizarea unei roti cu butuc
-Este o piesa cilindrica-Are un butuc-Prezinta o gaura ce nu poate fi realizata prin forjare fiind lunga si de diametre mic
Forma tehnologica a piesei (albastru) copiaza piesa finita dar va avea
-Adaosuri de prelucrare pe suprafetele care se vor prelucra-Suprafetele paralele cu directia forjarii vor fi inclinate-Unghiurile diedre vor fi rotunjite-Nu va prezenta zone moarte (intranduri perpendiculare pe directia forjarii-Nu va avea gauri de diametru mic (sa nu fie necesare poansoane subtiri care s-ar putea rupe in procesul forjarii)
Planul de separare intre matrite (se ia in sectiunea cea mai mare si trebie sa asigure curgerea materialului si scoaterea piesei din matrita)
Desfasurarea procesului
Determinarea greutatii si a a formei semifabricatului de pornire
Piesa fiind mica va fi realizata dintr-un semifabricat laminat Gsp=Gpf+Gpo+GbGb=aprox07Vbρ
Forma semifabricatului de pornire sa fie cat mai aproape de forma piesei forjate
Incalzirea semifabricatului
Curatirea prin suflare (cu aer comprimat) si ungerea cavitatii matritei pentru a facilita curgerea materialului in matrita si scoaterea piesei
Asezarea semifabricatului in semimatrita inferioara
1 2
3 4
DEBAVURAREA
Inlaturarea bavurii formate in timpul forjarii in matrita deschisa
La cald-cand bavura este mare si necesita forta mare de debavurare
Deoarece piesa poate rezulta deformata din cauza fortelor de deformare se face obligatoriu o calibrare
La rece-cand nu necesita forta mare de debavurare
Cel mai adesea
Consta in impingerea piesei printr-o matrita de debavurare (bavura exterioara)
Consta in taierea bavurii cu ajutorul unui poanson (bavura exterioara)
F
Matrita de debavurare fara gulerbullAre avantajul reducerii frecarii dintre piesa si matritabullAre dezavantajul ca nu poate fi reconditionata la aceeasi dimensiune
Matrita de debavurare cu gulerbullAre avantajul posibilitatii de reconditionare la aceeasi dimensiunebullAre dezavantajul frecarii dintre piesa si matrita (forta mare distrugerea calitatii suprafetei)
FORJAREA IN MATRITE INCHISE
Are avantajul obtinerii pieselor fara bavuraNu necesita debavurareNu exista pierderi de material prin bavura
Procedeu complexInstalatii complexeNu se poate aplica decat anumitor categorii de piese
Obtinerea unui bulon cu cap sferic
1 2 3
5
4
a f
bb
c
d d
FF
1-corpul matrita2-semimatrita stanga3-poanson (al 3-lea element de inchidere)4-semimatrita dreapta5-materialul supus deformarii6-cutit de taiere
6
Laminarea semifabricatelor Laminarea semifabricatelor are urmatoarele dezavantaje are urmatoarele dezavantaje
bullProcesul laminarii se desfasoara la cald si Procesul laminarii se desfasoara la cald si deci cu consum de energie maredeci cu consum de energie marebullNu se pot obtine semifabricate cu sectiune Nu se pot obtine semifabricate cu sectiune mica deoarece procesul de oxidare ar putea mica deoarece procesul de oxidare ar putea afecta intreaga masa a materialuluiafecta intreaga masa a materialuluibullNu se pot obtine semifabricate de precizie Nu se pot obtine semifabricate de precizie dimensionala si de forma ridicatadimensionala si de forma ridicata
TragereaTragerea
Este o operatie de deformare plastica la rece Este o operatie de deformare plastica la rece (cel mai adesea) care consta in trecerea (cel mai adesea) care consta in trecerea materialului prin orificiul unei scule numite materialului prin orificiul unei scule numite filiera
Prin aceasta filiera va atribui materialului forma dimensiunile si precizia corespunzatoare
Ft
1
2
3
4
5
Fr
1 Filiea1 Filiea2 Materialul supus tragerii2 Materialul supus tragerii3 Forta care actioneaza asupra 3 Forta care actioneaza asupra materialului in timpul deformariimaterialului in timpul deformarii4 Forta de deformare4 Forta de deformare5 Forta de respingere F5 Forta de respingere Frr
SS00 sectiunea initiala a materialului sectiunea initiala a materialuluiSSuu sectiunea rezultata dupa sectiunea rezultata dupa tragerea materialuluitragerea materialului
S0Su
CONDITIA TRAGERIICONDITIA TRAGERIIFFttgtFgtFrr
FFttltForta la rupere a materialului ltForta la rupere a materialului in sectiunea cea mai micain sectiunea cea mai mica
FFttltRltRmmSSuu sau F sau FttltltσσrrSSuuCOEFICIENTUL DE TRAGERECOEFICIENTUL DE TRAGERE
FilieraFiliera reprezinta scula de deformare Prin urmare are o reprezinta scula de deformare Prin urmare are o deosebita importantadeosebita importanta
1
2
36
5
4
Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si printr-un profil transversalprintr-un profil transversal
Profilul longitudinal este format dintr-o Profilul longitudinal este format dintr-o succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)1-conul de intrare (rol de protectie)1-conul de intrare (rol de protectie)2 Conul de ungere (lubrifiere)2 Conul de ungere (lubrifiere)3 Conul de deformare3 Conul de deformare4 Zona de calibrare4 Zona de calibrare5 Conul de iesire5 Conul de iesire6 Conul de protectie la iesire a filierei6 Conul de protectie la iesire a filierei
Profilul transversal este dat de zona de calibrare care Profilul transversal este dat de zona de calibrare care confera materialului geometria si dimensiunile confera materialului geometria si dimensiunile sectiunii transversale sectiunii transversale
Materialele utilizate la executarea filierei trebuie saMaterialele utilizate la executarea filierei trebuie sa- aiba duritate ridicataaiba duritate ridicata- sa aiba o mare rezistenta la uzurasa aiba o mare rezistenta la uzura
Ele se clasifica in functie de modul de reconditionareEle se clasifica in functie de modul de reconditionare
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la aceeasi se reconditioneaza la aceeasi dimensiunedimensiune
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la o se reconditioneaza la o dimensiune superioaradimensiune superioara
- Otelurile de sculeOtelurile de scule- Otelurile rapideOtelurile rapide
-Carburile (indeosebi cele de -Carburile (indeosebi cele de wolfram)wolfram)- Diamantul- Diamantul
Se reconditioneaza prinSe reconditioneaza prin-Recoacere de inmuiereRecoacere de inmuiere-Forjare (aducere la dimensiunea dorita)Forjare (aducere la dimensiunea dorita)-Prelucrare mecanicaPrelucrare mecanica-Tratament termicTratament termic-SlefuireSlefuire
Prelucrare prin slefuire la o Prelucrare prin slefuire la o dimensiune superioaradimensiune superioara
Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului filierei aceasta se monteaza intr-o portfilierafilierei aceasta se monteaza intr-o portfiliera
1
2
3
4
5
6 7
1 filiera1 filiera2 portfiliera2 portfiliera3 materialul supus tragerii3 materialul supus tragerii4 canal de racire cu apa4 canal de racire cu apa5 batiul masinii de tras5 batiul masinii de tras6 bolt de prindere6 bolt de prindere7 cutia de lubrifiant solid7 cutia de lubrifiant solid
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
FORJAREA LIBERA
FORJAREA LIBERA (manuala sau mecanizata)
Utilizeaza scule simple (ciocane baroase dalti clesti compase pentru masurare etc)
Se realizeaza ca o succesiune a operatiilor simple ale deformarii plastice
Nu poate controla procesul de deformare ca marime si directie (volumul de material deplasat si directia dupa care se deplaseaza materialul)
LA FORJAREA LIBERA
Se porneste de la desenul de executie a piesei
Se stabileste desenul piesei forjate
Se determina greutatea semifabricatului de pornire
Desenul piesei forjate difera de piesa finita atat
ca marime cat si ca forma
Ca marime-se lasa adaosuri de prelucrare pe
suprafetele ce se vor prelucra
Exista forme tehnologice (alte forme neputand a fi prelucrate prin forjare)
Cand se porneste de la lingouGsp=Gpf+Gcl+Gpl+Gpo+Gpg
Cand se porneste de la un laminat
Gsp=Gpf+Gpo+Gpg
FORME TEHNOLOGICE
bullNu se pot realiza suprafete inclinate deoarece suprafetele elementelor de actiune si de reactiune sunt orizontalebullNu se pot obtine piese cu proeminente pe amandoua partile deoarece s-ar indoi la prelucrarea prin forjare
bullFormele complexe se obtin prin indoirebullGaurile mici se prelucreaza prin aschiere deoarece ar necesita dornuri de gaurire subtiri care s-ar rupebullAlte forme complexe se descompun in forme simple ce se prelucreaza prin forjare dupa care se imbina prin sudare
OBTINEREA UNUI ARBORE COTIT SIMPLU PRIN FORJARE LIBERA
Alegerea formei si stabilirea semifabricatului de pornireForma trebuie sa fie cat mai apropiata de cea a piesei In acest caz semifabricatul din imagine
Prelucrarea prin refulare lungire si latire pentru a-l aduce la sectiunea transversala a piesei
Insemnarea cu ajutorul daltilor
Formarea capetelor prin lungire latire
Rotunjirea capetelor cu sculele speciale 1 de fasonare
Taierea capetelor la lungimea prevazuta in desen cu dalti
F
F
1
FORJAREA IN MATRITA
Forjarea in matrita este o forjare mecanizata
Permite controlul deformarii atat ca directie cat si ca volum de material
Operatiile de baza se suprapun Ele se desfasoara simultan
Se poate realiza in-matrita deschisa (are canal de bavura)-matrita inchisa
Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de dimensiuni mici (nu necesita matrita mare si utilaje de forta mare) si forma complexa dintr-o gama variata de metale si aliajeProcedeul se aplica la serii mari de fabricatie
FORJAREA IN MATRITE DESCHISE
Matrita este scula de deformare
1
2
3
5
6
4
9
7
8
1-semimatrita superioara2-semimatrita inferioara3-cavitatea semimatritei sup4-cavitatea semimatritei inf5-canalul de bavura6-canalul de refulare7-prinderea semimatritei sup8-prinderea semimatritei inf9-elemente de ghidare (stifturi)10-planul de separare
F
F
10
Conditii impuse matritelor
Suprafetele paralele cu directia forjarii sa fie usor inclinate
-Asigura o curgere mai usoara a materialului in matrita-Asigura o scoatere mai usoara a piesei din matrita
Unghiurile diedre sa fie rotunjite
-Evitarea formarii concentratorilor de tensiune si ruperea matritei-Pentru umplerea corespunzatoare a matritei (varfurile sunt spatii inguste unde materialul curge greu-Evitarea blocarii piesei in matrita
Sa aiba canal de bavura si de refulare
-Asigura indepartarea surplusului de material-Controleaza procesul de umplere
Pentru marcarea centrului gaurilor si pentru alte functii sunt prevazute proeminente
-Acestea sa nu fie subtiri pentru ca se pot rupe-Acestea sa nu fie inalte pentru a nu se rupe-Sa aiba varful ascutit pentru a favoriza curgerea materialului
Planul de separare sa fie perpendicular pe directia de actiune a fortelor
Pentru a nu genera tensiuni tangentiale care sa impiedice inchiderea corecta a matritei si a nu solicita defavorabil elementele de ghidare
Realizarea unei roti cu butuc
-Este o piesa cilindrica-Are un butuc-Prezinta o gaura ce nu poate fi realizata prin forjare fiind lunga si de diametre mic
Forma tehnologica a piesei (albastru) copiaza piesa finita dar va avea
-Adaosuri de prelucrare pe suprafetele care se vor prelucra-Suprafetele paralele cu directia forjarii vor fi inclinate-Unghiurile diedre vor fi rotunjite-Nu va prezenta zone moarte (intranduri perpendiculare pe directia forjarii-Nu va avea gauri de diametru mic (sa nu fie necesare poansoane subtiri care s-ar putea rupe in procesul forjarii)
Planul de separare intre matrite (se ia in sectiunea cea mai mare si trebie sa asigure curgerea materialului si scoaterea piesei din matrita)
Desfasurarea procesului
Determinarea greutatii si a a formei semifabricatului de pornire
Piesa fiind mica va fi realizata dintr-un semifabricat laminat Gsp=Gpf+Gpo+GbGb=aprox07Vbρ
Forma semifabricatului de pornire sa fie cat mai aproape de forma piesei forjate
Incalzirea semifabricatului
Curatirea prin suflare (cu aer comprimat) si ungerea cavitatii matritei pentru a facilita curgerea materialului in matrita si scoaterea piesei
Asezarea semifabricatului in semimatrita inferioara
1 2
3 4
DEBAVURAREA
Inlaturarea bavurii formate in timpul forjarii in matrita deschisa
La cald-cand bavura este mare si necesita forta mare de debavurare
Deoarece piesa poate rezulta deformata din cauza fortelor de deformare se face obligatoriu o calibrare
La rece-cand nu necesita forta mare de debavurare
Cel mai adesea
Consta in impingerea piesei printr-o matrita de debavurare (bavura exterioara)
Consta in taierea bavurii cu ajutorul unui poanson (bavura exterioara)
F
Matrita de debavurare fara gulerbullAre avantajul reducerii frecarii dintre piesa si matritabullAre dezavantajul ca nu poate fi reconditionata la aceeasi dimensiune
Matrita de debavurare cu gulerbullAre avantajul posibilitatii de reconditionare la aceeasi dimensiunebullAre dezavantajul frecarii dintre piesa si matrita (forta mare distrugerea calitatii suprafetei)
FORJAREA IN MATRITE INCHISE
Are avantajul obtinerii pieselor fara bavuraNu necesita debavurareNu exista pierderi de material prin bavura
Procedeu complexInstalatii complexeNu se poate aplica decat anumitor categorii de piese
Obtinerea unui bulon cu cap sferic
1 2 3
5
4
a f
bb
c
d d
FF
1-corpul matrita2-semimatrita stanga3-poanson (al 3-lea element de inchidere)4-semimatrita dreapta5-materialul supus deformarii6-cutit de taiere
6
Laminarea semifabricatelor Laminarea semifabricatelor are urmatoarele dezavantaje are urmatoarele dezavantaje
bullProcesul laminarii se desfasoara la cald si Procesul laminarii se desfasoara la cald si deci cu consum de energie maredeci cu consum de energie marebullNu se pot obtine semifabricate cu sectiune Nu se pot obtine semifabricate cu sectiune mica deoarece procesul de oxidare ar putea mica deoarece procesul de oxidare ar putea afecta intreaga masa a materialuluiafecta intreaga masa a materialuluibullNu se pot obtine semifabricate de precizie Nu se pot obtine semifabricate de precizie dimensionala si de forma ridicatadimensionala si de forma ridicata
TragereaTragerea
Este o operatie de deformare plastica la rece Este o operatie de deformare plastica la rece (cel mai adesea) care consta in trecerea (cel mai adesea) care consta in trecerea materialului prin orificiul unei scule numite materialului prin orificiul unei scule numite filiera
Prin aceasta filiera va atribui materialului forma dimensiunile si precizia corespunzatoare
Ft
1
2
3
4
5
Fr
1 Filiea1 Filiea2 Materialul supus tragerii2 Materialul supus tragerii3 Forta care actioneaza asupra 3 Forta care actioneaza asupra materialului in timpul deformariimaterialului in timpul deformarii4 Forta de deformare4 Forta de deformare5 Forta de respingere F5 Forta de respingere Frr
SS00 sectiunea initiala a materialului sectiunea initiala a materialuluiSSuu sectiunea rezultata dupa sectiunea rezultata dupa tragerea materialuluitragerea materialului
S0Su
CONDITIA TRAGERIICONDITIA TRAGERIIFFttgtFgtFrr
FFttltForta la rupere a materialului ltForta la rupere a materialului in sectiunea cea mai micain sectiunea cea mai mica
FFttltRltRmmSSuu sau F sau FttltltσσrrSSuuCOEFICIENTUL DE TRAGERECOEFICIENTUL DE TRAGERE
FilieraFiliera reprezinta scula de deformare Prin urmare are o reprezinta scula de deformare Prin urmare are o deosebita importantadeosebita importanta
1
2
36
5
4
Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si printr-un profil transversalprintr-un profil transversal
Profilul longitudinal este format dintr-o Profilul longitudinal este format dintr-o succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)1-conul de intrare (rol de protectie)1-conul de intrare (rol de protectie)2 Conul de ungere (lubrifiere)2 Conul de ungere (lubrifiere)3 Conul de deformare3 Conul de deformare4 Zona de calibrare4 Zona de calibrare5 Conul de iesire5 Conul de iesire6 Conul de protectie la iesire a filierei6 Conul de protectie la iesire a filierei
Profilul transversal este dat de zona de calibrare care Profilul transversal este dat de zona de calibrare care confera materialului geometria si dimensiunile confera materialului geometria si dimensiunile sectiunii transversale sectiunii transversale
Materialele utilizate la executarea filierei trebuie saMaterialele utilizate la executarea filierei trebuie sa- aiba duritate ridicataaiba duritate ridicata- sa aiba o mare rezistenta la uzurasa aiba o mare rezistenta la uzura
Ele se clasifica in functie de modul de reconditionareEle se clasifica in functie de modul de reconditionare
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la aceeasi se reconditioneaza la aceeasi dimensiunedimensiune
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la o se reconditioneaza la o dimensiune superioaradimensiune superioara
- Otelurile de sculeOtelurile de scule- Otelurile rapideOtelurile rapide
-Carburile (indeosebi cele de -Carburile (indeosebi cele de wolfram)wolfram)- Diamantul- Diamantul
Se reconditioneaza prinSe reconditioneaza prin-Recoacere de inmuiereRecoacere de inmuiere-Forjare (aducere la dimensiunea dorita)Forjare (aducere la dimensiunea dorita)-Prelucrare mecanicaPrelucrare mecanica-Tratament termicTratament termic-SlefuireSlefuire
Prelucrare prin slefuire la o Prelucrare prin slefuire la o dimensiune superioaradimensiune superioara
Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului filierei aceasta se monteaza intr-o portfilierafilierei aceasta se monteaza intr-o portfiliera
1
2
3
4
5
6 7
1 filiera1 filiera2 portfiliera2 portfiliera3 materialul supus tragerii3 materialul supus tragerii4 canal de racire cu apa4 canal de racire cu apa5 batiul masinii de tras5 batiul masinii de tras6 bolt de prindere6 bolt de prindere7 cutia de lubrifiant solid7 cutia de lubrifiant solid
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
FORME TEHNOLOGICE
bullNu se pot realiza suprafete inclinate deoarece suprafetele elementelor de actiune si de reactiune sunt orizontalebullNu se pot obtine piese cu proeminente pe amandoua partile deoarece s-ar indoi la prelucrarea prin forjare
bullFormele complexe se obtin prin indoirebullGaurile mici se prelucreaza prin aschiere deoarece ar necesita dornuri de gaurire subtiri care s-ar rupebullAlte forme complexe se descompun in forme simple ce se prelucreaza prin forjare dupa care se imbina prin sudare
OBTINEREA UNUI ARBORE COTIT SIMPLU PRIN FORJARE LIBERA
Alegerea formei si stabilirea semifabricatului de pornireForma trebuie sa fie cat mai apropiata de cea a piesei In acest caz semifabricatul din imagine
Prelucrarea prin refulare lungire si latire pentru a-l aduce la sectiunea transversala a piesei
Insemnarea cu ajutorul daltilor
Formarea capetelor prin lungire latire
Rotunjirea capetelor cu sculele speciale 1 de fasonare
Taierea capetelor la lungimea prevazuta in desen cu dalti
F
F
1
FORJAREA IN MATRITA
Forjarea in matrita este o forjare mecanizata
Permite controlul deformarii atat ca directie cat si ca volum de material
Operatiile de baza se suprapun Ele se desfasoara simultan
Se poate realiza in-matrita deschisa (are canal de bavura)-matrita inchisa
Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de dimensiuni mici (nu necesita matrita mare si utilaje de forta mare) si forma complexa dintr-o gama variata de metale si aliajeProcedeul se aplica la serii mari de fabricatie
FORJAREA IN MATRITE DESCHISE
Matrita este scula de deformare
1
2
3
5
6
4
9
7
8
1-semimatrita superioara2-semimatrita inferioara3-cavitatea semimatritei sup4-cavitatea semimatritei inf5-canalul de bavura6-canalul de refulare7-prinderea semimatritei sup8-prinderea semimatritei inf9-elemente de ghidare (stifturi)10-planul de separare
F
F
10
Conditii impuse matritelor
Suprafetele paralele cu directia forjarii sa fie usor inclinate
-Asigura o curgere mai usoara a materialului in matrita-Asigura o scoatere mai usoara a piesei din matrita
Unghiurile diedre sa fie rotunjite
-Evitarea formarii concentratorilor de tensiune si ruperea matritei-Pentru umplerea corespunzatoare a matritei (varfurile sunt spatii inguste unde materialul curge greu-Evitarea blocarii piesei in matrita
Sa aiba canal de bavura si de refulare
-Asigura indepartarea surplusului de material-Controleaza procesul de umplere
Pentru marcarea centrului gaurilor si pentru alte functii sunt prevazute proeminente
-Acestea sa nu fie subtiri pentru ca se pot rupe-Acestea sa nu fie inalte pentru a nu se rupe-Sa aiba varful ascutit pentru a favoriza curgerea materialului
Planul de separare sa fie perpendicular pe directia de actiune a fortelor
Pentru a nu genera tensiuni tangentiale care sa impiedice inchiderea corecta a matritei si a nu solicita defavorabil elementele de ghidare
Realizarea unei roti cu butuc
-Este o piesa cilindrica-Are un butuc-Prezinta o gaura ce nu poate fi realizata prin forjare fiind lunga si de diametre mic
Forma tehnologica a piesei (albastru) copiaza piesa finita dar va avea
-Adaosuri de prelucrare pe suprafetele care se vor prelucra-Suprafetele paralele cu directia forjarii vor fi inclinate-Unghiurile diedre vor fi rotunjite-Nu va prezenta zone moarte (intranduri perpendiculare pe directia forjarii-Nu va avea gauri de diametru mic (sa nu fie necesare poansoane subtiri care s-ar putea rupe in procesul forjarii)
Planul de separare intre matrite (se ia in sectiunea cea mai mare si trebie sa asigure curgerea materialului si scoaterea piesei din matrita)
Desfasurarea procesului
Determinarea greutatii si a a formei semifabricatului de pornire
Piesa fiind mica va fi realizata dintr-un semifabricat laminat Gsp=Gpf+Gpo+GbGb=aprox07Vbρ
Forma semifabricatului de pornire sa fie cat mai aproape de forma piesei forjate
Incalzirea semifabricatului
Curatirea prin suflare (cu aer comprimat) si ungerea cavitatii matritei pentru a facilita curgerea materialului in matrita si scoaterea piesei
Asezarea semifabricatului in semimatrita inferioara
1 2
3 4
DEBAVURAREA
Inlaturarea bavurii formate in timpul forjarii in matrita deschisa
La cald-cand bavura este mare si necesita forta mare de debavurare
Deoarece piesa poate rezulta deformata din cauza fortelor de deformare se face obligatoriu o calibrare
La rece-cand nu necesita forta mare de debavurare
Cel mai adesea
Consta in impingerea piesei printr-o matrita de debavurare (bavura exterioara)
Consta in taierea bavurii cu ajutorul unui poanson (bavura exterioara)
F
Matrita de debavurare fara gulerbullAre avantajul reducerii frecarii dintre piesa si matritabullAre dezavantajul ca nu poate fi reconditionata la aceeasi dimensiune
Matrita de debavurare cu gulerbullAre avantajul posibilitatii de reconditionare la aceeasi dimensiunebullAre dezavantajul frecarii dintre piesa si matrita (forta mare distrugerea calitatii suprafetei)
FORJAREA IN MATRITE INCHISE
Are avantajul obtinerii pieselor fara bavuraNu necesita debavurareNu exista pierderi de material prin bavura
Procedeu complexInstalatii complexeNu se poate aplica decat anumitor categorii de piese
Obtinerea unui bulon cu cap sferic
1 2 3
5
4
a f
bb
c
d d
FF
1-corpul matrita2-semimatrita stanga3-poanson (al 3-lea element de inchidere)4-semimatrita dreapta5-materialul supus deformarii6-cutit de taiere
6
Laminarea semifabricatelor Laminarea semifabricatelor are urmatoarele dezavantaje are urmatoarele dezavantaje
bullProcesul laminarii se desfasoara la cald si Procesul laminarii se desfasoara la cald si deci cu consum de energie maredeci cu consum de energie marebullNu se pot obtine semifabricate cu sectiune Nu se pot obtine semifabricate cu sectiune mica deoarece procesul de oxidare ar putea mica deoarece procesul de oxidare ar putea afecta intreaga masa a materialuluiafecta intreaga masa a materialuluibullNu se pot obtine semifabricate de precizie Nu se pot obtine semifabricate de precizie dimensionala si de forma ridicatadimensionala si de forma ridicata
TragereaTragerea
Este o operatie de deformare plastica la rece Este o operatie de deformare plastica la rece (cel mai adesea) care consta in trecerea (cel mai adesea) care consta in trecerea materialului prin orificiul unei scule numite materialului prin orificiul unei scule numite filiera
Prin aceasta filiera va atribui materialului forma dimensiunile si precizia corespunzatoare
Ft
1
2
3
4
5
Fr
1 Filiea1 Filiea2 Materialul supus tragerii2 Materialul supus tragerii3 Forta care actioneaza asupra 3 Forta care actioneaza asupra materialului in timpul deformariimaterialului in timpul deformarii4 Forta de deformare4 Forta de deformare5 Forta de respingere F5 Forta de respingere Frr
SS00 sectiunea initiala a materialului sectiunea initiala a materialuluiSSuu sectiunea rezultata dupa sectiunea rezultata dupa tragerea materialuluitragerea materialului
S0Su
CONDITIA TRAGERIICONDITIA TRAGERIIFFttgtFgtFrr
FFttltForta la rupere a materialului ltForta la rupere a materialului in sectiunea cea mai micain sectiunea cea mai mica
FFttltRltRmmSSuu sau F sau FttltltσσrrSSuuCOEFICIENTUL DE TRAGERECOEFICIENTUL DE TRAGERE
FilieraFiliera reprezinta scula de deformare Prin urmare are o reprezinta scula de deformare Prin urmare are o deosebita importantadeosebita importanta
1
2
36
5
4
Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si printr-un profil transversalprintr-un profil transversal
Profilul longitudinal este format dintr-o Profilul longitudinal este format dintr-o succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)1-conul de intrare (rol de protectie)1-conul de intrare (rol de protectie)2 Conul de ungere (lubrifiere)2 Conul de ungere (lubrifiere)3 Conul de deformare3 Conul de deformare4 Zona de calibrare4 Zona de calibrare5 Conul de iesire5 Conul de iesire6 Conul de protectie la iesire a filierei6 Conul de protectie la iesire a filierei
Profilul transversal este dat de zona de calibrare care Profilul transversal este dat de zona de calibrare care confera materialului geometria si dimensiunile confera materialului geometria si dimensiunile sectiunii transversale sectiunii transversale
Materialele utilizate la executarea filierei trebuie saMaterialele utilizate la executarea filierei trebuie sa- aiba duritate ridicataaiba duritate ridicata- sa aiba o mare rezistenta la uzurasa aiba o mare rezistenta la uzura
Ele se clasifica in functie de modul de reconditionareEle se clasifica in functie de modul de reconditionare
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la aceeasi se reconditioneaza la aceeasi dimensiunedimensiune
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la o se reconditioneaza la o dimensiune superioaradimensiune superioara
- Otelurile de sculeOtelurile de scule- Otelurile rapideOtelurile rapide
-Carburile (indeosebi cele de -Carburile (indeosebi cele de wolfram)wolfram)- Diamantul- Diamantul
Se reconditioneaza prinSe reconditioneaza prin-Recoacere de inmuiereRecoacere de inmuiere-Forjare (aducere la dimensiunea dorita)Forjare (aducere la dimensiunea dorita)-Prelucrare mecanicaPrelucrare mecanica-Tratament termicTratament termic-SlefuireSlefuire
Prelucrare prin slefuire la o Prelucrare prin slefuire la o dimensiune superioaradimensiune superioara
Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului filierei aceasta se monteaza intr-o portfilierafilierei aceasta se monteaza intr-o portfiliera
1
2
3
4
5
6 7
1 filiera1 filiera2 portfiliera2 portfiliera3 materialul supus tragerii3 materialul supus tragerii4 canal de racire cu apa4 canal de racire cu apa5 batiul masinii de tras5 batiul masinii de tras6 bolt de prindere6 bolt de prindere7 cutia de lubrifiant solid7 cutia de lubrifiant solid
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
OBTINEREA UNUI ARBORE COTIT SIMPLU PRIN FORJARE LIBERA
Alegerea formei si stabilirea semifabricatului de pornireForma trebuie sa fie cat mai apropiata de cea a piesei In acest caz semifabricatul din imagine
Prelucrarea prin refulare lungire si latire pentru a-l aduce la sectiunea transversala a piesei
Insemnarea cu ajutorul daltilor
Formarea capetelor prin lungire latire
Rotunjirea capetelor cu sculele speciale 1 de fasonare
Taierea capetelor la lungimea prevazuta in desen cu dalti
F
F
1
FORJAREA IN MATRITA
Forjarea in matrita este o forjare mecanizata
Permite controlul deformarii atat ca directie cat si ca volum de material
Operatiile de baza se suprapun Ele se desfasoara simultan
Se poate realiza in-matrita deschisa (are canal de bavura)-matrita inchisa
Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de dimensiuni mici (nu necesita matrita mare si utilaje de forta mare) si forma complexa dintr-o gama variata de metale si aliajeProcedeul se aplica la serii mari de fabricatie
FORJAREA IN MATRITE DESCHISE
Matrita este scula de deformare
1
2
3
5
6
4
9
7
8
1-semimatrita superioara2-semimatrita inferioara3-cavitatea semimatritei sup4-cavitatea semimatritei inf5-canalul de bavura6-canalul de refulare7-prinderea semimatritei sup8-prinderea semimatritei inf9-elemente de ghidare (stifturi)10-planul de separare
F
F
10
Conditii impuse matritelor
Suprafetele paralele cu directia forjarii sa fie usor inclinate
-Asigura o curgere mai usoara a materialului in matrita-Asigura o scoatere mai usoara a piesei din matrita
Unghiurile diedre sa fie rotunjite
-Evitarea formarii concentratorilor de tensiune si ruperea matritei-Pentru umplerea corespunzatoare a matritei (varfurile sunt spatii inguste unde materialul curge greu-Evitarea blocarii piesei in matrita
Sa aiba canal de bavura si de refulare
-Asigura indepartarea surplusului de material-Controleaza procesul de umplere
Pentru marcarea centrului gaurilor si pentru alte functii sunt prevazute proeminente
-Acestea sa nu fie subtiri pentru ca se pot rupe-Acestea sa nu fie inalte pentru a nu se rupe-Sa aiba varful ascutit pentru a favoriza curgerea materialului
Planul de separare sa fie perpendicular pe directia de actiune a fortelor
Pentru a nu genera tensiuni tangentiale care sa impiedice inchiderea corecta a matritei si a nu solicita defavorabil elementele de ghidare
Realizarea unei roti cu butuc
-Este o piesa cilindrica-Are un butuc-Prezinta o gaura ce nu poate fi realizata prin forjare fiind lunga si de diametre mic
Forma tehnologica a piesei (albastru) copiaza piesa finita dar va avea
-Adaosuri de prelucrare pe suprafetele care se vor prelucra-Suprafetele paralele cu directia forjarii vor fi inclinate-Unghiurile diedre vor fi rotunjite-Nu va prezenta zone moarte (intranduri perpendiculare pe directia forjarii-Nu va avea gauri de diametru mic (sa nu fie necesare poansoane subtiri care s-ar putea rupe in procesul forjarii)
Planul de separare intre matrite (se ia in sectiunea cea mai mare si trebie sa asigure curgerea materialului si scoaterea piesei din matrita)
Desfasurarea procesului
Determinarea greutatii si a a formei semifabricatului de pornire
Piesa fiind mica va fi realizata dintr-un semifabricat laminat Gsp=Gpf+Gpo+GbGb=aprox07Vbρ
Forma semifabricatului de pornire sa fie cat mai aproape de forma piesei forjate
Incalzirea semifabricatului
Curatirea prin suflare (cu aer comprimat) si ungerea cavitatii matritei pentru a facilita curgerea materialului in matrita si scoaterea piesei
Asezarea semifabricatului in semimatrita inferioara
1 2
3 4
DEBAVURAREA
Inlaturarea bavurii formate in timpul forjarii in matrita deschisa
La cald-cand bavura este mare si necesita forta mare de debavurare
Deoarece piesa poate rezulta deformata din cauza fortelor de deformare se face obligatoriu o calibrare
La rece-cand nu necesita forta mare de debavurare
Cel mai adesea
Consta in impingerea piesei printr-o matrita de debavurare (bavura exterioara)
Consta in taierea bavurii cu ajutorul unui poanson (bavura exterioara)
F
Matrita de debavurare fara gulerbullAre avantajul reducerii frecarii dintre piesa si matritabullAre dezavantajul ca nu poate fi reconditionata la aceeasi dimensiune
Matrita de debavurare cu gulerbullAre avantajul posibilitatii de reconditionare la aceeasi dimensiunebullAre dezavantajul frecarii dintre piesa si matrita (forta mare distrugerea calitatii suprafetei)
FORJAREA IN MATRITE INCHISE
Are avantajul obtinerii pieselor fara bavuraNu necesita debavurareNu exista pierderi de material prin bavura
Procedeu complexInstalatii complexeNu se poate aplica decat anumitor categorii de piese
Obtinerea unui bulon cu cap sferic
1 2 3
5
4
a f
bb
c
d d
FF
1-corpul matrita2-semimatrita stanga3-poanson (al 3-lea element de inchidere)4-semimatrita dreapta5-materialul supus deformarii6-cutit de taiere
6
Laminarea semifabricatelor Laminarea semifabricatelor are urmatoarele dezavantaje are urmatoarele dezavantaje
bullProcesul laminarii se desfasoara la cald si Procesul laminarii se desfasoara la cald si deci cu consum de energie maredeci cu consum de energie marebullNu se pot obtine semifabricate cu sectiune Nu se pot obtine semifabricate cu sectiune mica deoarece procesul de oxidare ar putea mica deoarece procesul de oxidare ar putea afecta intreaga masa a materialuluiafecta intreaga masa a materialuluibullNu se pot obtine semifabricate de precizie Nu se pot obtine semifabricate de precizie dimensionala si de forma ridicatadimensionala si de forma ridicata
TragereaTragerea
Este o operatie de deformare plastica la rece Este o operatie de deformare plastica la rece (cel mai adesea) care consta in trecerea (cel mai adesea) care consta in trecerea materialului prin orificiul unei scule numite materialului prin orificiul unei scule numite filiera
Prin aceasta filiera va atribui materialului forma dimensiunile si precizia corespunzatoare
Ft
1
2
3
4
5
Fr
1 Filiea1 Filiea2 Materialul supus tragerii2 Materialul supus tragerii3 Forta care actioneaza asupra 3 Forta care actioneaza asupra materialului in timpul deformariimaterialului in timpul deformarii4 Forta de deformare4 Forta de deformare5 Forta de respingere F5 Forta de respingere Frr
SS00 sectiunea initiala a materialului sectiunea initiala a materialuluiSSuu sectiunea rezultata dupa sectiunea rezultata dupa tragerea materialuluitragerea materialului
S0Su
CONDITIA TRAGERIICONDITIA TRAGERIIFFttgtFgtFrr
FFttltForta la rupere a materialului ltForta la rupere a materialului in sectiunea cea mai micain sectiunea cea mai mica
FFttltRltRmmSSuu sau F sau FttltltσσrrSSuuCOEFICIENTUL DE TRAGERECOEFICIENTUL DE TRAGERE
FilieraFiliera reprezinta scula de deformare Prin urmare are o reprezinta scula de deformare Prin urmare are o deosebita importantadeosebita importanta
1
2
36
5
4
Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si printr-un profil transversalprintr-un profil transversal
Profilul longitudinal este format dintr-o Profilul longitudinal este format dintr-o succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)1-conul de intrare (rol de protectie)1-conul de intrare (rol de protectie)2 Conul de ungere (lubrifiere)2 Conul de ungere (lubrifiere)3 Conul de deformare3 Conul de deformare4 Zona de calibrare4 Zona de calibrare5 Conul de iesire5 Conul de iesire6 Conul de protectie la iesire a filierei6 Conul de protectie la iesire a filierei
Profilul transversal este dat de zona de calibrare care Profilul transversal este dat de zona de calibrare care confera materialului geometria si dimensiunile confera materialului geometria si dimensiunile sectiunii transversale sectiunii transversale
Materialele utilizate la executarea filierei trebuie saMaterialele utilizate la executarea filierei trebuie sa- aiba duritate ridicataaiba duritate ridicata- sa aiba o mare rezistenta la uzurasa aiba o mare rezistenta la uzura
Ele se clasifica in functie de modul de reconditionareEle se clasifica in functie de modul de reconditionare
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la aceeasi se reconditioneaza la aceeasi dimensiunedimensiune
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la o se reconditioneaza la o dimensiune superioaradimensiune superioara
- Otelurile de sculeOtelurile de scule- Otelurile rapideOtelurile rapide
-Carburile (indeosebi cele de -Carburile (indeosebi cele de wolfram)wolfram)- Diamantul- Diamantul
Se reconditioneaza prinSe reconditioneaza prin-Recoacere de inmuiereRecoacere de inmuiere-Forjare (aducere la dimensiunea dorita)Forjare (aducere la dimensiunea dorita)-Prelucrare mecanicaPrelucrare mecanica-Tratament termicTratament termic-SlefuireSlefuire
Prelucrare prin slefuire la o Prelucrare prin slefuire la o dimensiune superioaradimensiune superioara
Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului filierei aceasta se monteaza intr-o portfilierafilierei aceasta se monteaza intr-o portfiliera
1
2
3
4
5
6 7
1 filiera1 filiera2 portfiliera2 portfiliera3 materialul supus tragerii3 materialul supus tragerii4 canal de racire cu apa4 canal de racire cu apa5 batiul masinii de tras5 batiul masinii de tras6 bolt de prindere6 bolt de prindere7 cutia de lubrifiant solid7 cutia de lubrifiant solid
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
FORJAREA IN MATRITA
Forjarea in matrita este o forjare mecanizata
Permite controlul deformarii atat ca directie cat si ca volum de material
Operatiile de baza se suprapun Ele se desfasoara simultan
Se poate realiza in-matrita deschisa (are canal de bavura)-matrita inchisa
Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de dimensiuni mici (nu necesita matrita mare si utilaje de forta mare) si forma complexa dintr-o gama variata de metale si aliajeProcedeul se aplica la serii mari de fabricatie
FORJAREA IN MATRITE DESCHISE
Matrita este scula de deformare
1
2
3
5
6
4
9
7
8
1-semimatrita superioara2-semimatrita inferioara3-cavitatea semimatritei sup4-cavitatea semimatritei inf5-canalul de bavura6-canalul de refulare7-prinderea semimatritei sup8-prinderea semimatritei inf9-elemente de ghidare (stifturi)10-planul de separare
F
F
10
Conditii impuse matritelor
Suprafetele paralele cu directia forjarii sa fie usor inclinate
-Asigura o curgere mai usoara a materialului in matrita-Asigura o scoatere mai usoara a piesei din matrita
Unghiurile diedre sa fie rotunjite
-Evitarea formarii concentratorilor de tensiune si ruperea matritei-Pentru umplerea corespunzatoare a matritei (varfurile sunt spatii inguste unde materialul curge greu-Evitarea blocarii piesei in matrita
Sa aiba canal de bavura si de refulare
-Asigura indepartarea surplusului de material-Controleaza procesul de umplere
Pentru marcarea centrului gaurilor si pentru alte functii sunt prevazute proeminente
-Acestea sa nu fie subtiri pentru ca se pot rupe-Acestea sa nu fie inalte pentru a nu se rupe-Sa aiba varful ascutit pentru a favoriza curgerea materialului
Planul de separare sa fie perpendicular pe directia de actiune a fortelor
Pentru a nu genera tensiuni tangentiale care sa impiedice inchiderea corecta a matritei si a nu solicita defavorabil elementele de ghidare
Realizarea unei roti cu butuc
-Este o piesa cilindrica-Are un butuc-Prezinta o gaura ce nu poate fi realizata prin forjare fiind lunga si de diametre mic
Forma tehnologica a piesei (albastru) copiaza piesa finita dar va avea
-Adaosuri de prelucrare pe suprafetele care se vor prelucra-Suprafetele paralele cu directia forjarii vor fi inclinate-Unghiurile diedre vor fi rotunjite-Nu va prezenta zone moarte (intranduri perpendiculare pe directia forjarii-Nu va avea gauri de diametru mic (sa nu fie necesare poansoane subtiri care s-ar putea rupe in procesul forjarii)
Planul de separare intre matrite (se ia in sectiunea cea mai mare si trebie sa asigure curgerea materialului si scoaterea piesei din matrita)
Desfasurarea procesului
Determinarea greutatii si a a formei semifabricatului de pornire
Piesa fiind mica va fi realizata dintr-un semifabricat laminat Gsp=Gpf+Gpo+GbGb=aprox07Vbρ
Forma semifabricatului de pornire sa fie cat mai aproape de forma piesei forjate
Incalzirea semifabricatului
Curatirea prin suflare (cu aer comprimat) si ungerea cavitatii matritei pentru a facilita curgerea materialului in matrita si scoaterea piesei
Asezarea semifabricatului in semimatrita inferioara
1 2
3 4
DEBAVURAREA
Inlaturarea bavurii formate in timpul forjarii in matrita deschisa
La cald-cand bavura este mare si necesita forta mare de debavurare
Deoarece piesa poate rezulta deformata din cauza fortelor de deformare se face obligatoriu o calibrare
La rece-cand nu necesita forta mare de debavurare
Cel mai adesea
Consta in impingerea piesei printr-o matrita de debavurare (bavura exterioara)
Consta in taierea bavurii cu ajutorul unui poanson (bavura exterioara)
F
Matrita de debavurare fara gulerbullAre avantajul reducerii frecarii dintre piesa si matritabullAre dezavantajul ca nu poate fi reconditionata la aceeasi dimensiune
Matrita de debavurare cu gulerbullAre avantajul posibilitatii de reconditionare la aceeasi dimensiunebullAre dezavantajul frecarii dintre piesa si matrita (forta mare distrugerea calitatii suprafetei)
FORJAREA IN MATRITE INCHISE
Are avantajul obtinerii pieselor fara bavuraNu necesita debavurareNu exista pierderi de material prin bavura
Procedeu complexInstalatii complexeNu se poate aplica decat anumitor categorii de piese
Obtinerea unui bulon cu cap sferic
1 2 3
5
4
a f
bb
c
d d
FF
1-corpul matrita2-semimatrita stanga3-poanson (al 3-lea element de inchidere)4-semimatrita dreapta5-materialul supus deformarii6-cutit de taiere
6
Laminarea semifabricatelor Laminarea semifabricatelor are urmatoarele dezavantaje are urmatoarele dezavantaje
bullProcesul laminarii se desfasoara la cald si Procesul laminarii se desfasoara la cald si deci cu consum de energie maredeci cu consum de energie marebullNu se pot obtine semifabricate cu sectiune Nu se pot obtine semifabricate cu sectiune mica deoarece procesul de oxidare ar putea mica deoarece procesul de oxidare ar putea afecta intreaga masa a materialuluiafecta intreaga masa a materialuluibullNu se pot obtine semifabricate de precizie Nu se pot obtine semifabricate de precizie dimensionala si de forma ridicatadimensionala si de forma ridicata
TragereaTragerea
Este o operatie de deformare plastica la rece Este o operatie de deformare plastica la rece (cel mai adesea) care consta in trecerea (cel mai adesea) care consta in trecerea materialului prin orificiul unei scule numite materialului prin orificiul unei scule numite filiera
Prin aceasta filiera va atribui materialului forma dimensiunile si precizia corespunzatoare
Ft
1
2
3
4
5
Fr
1 Filiea1 Filiea2 Materialul supus tragerii2 Materialul supus tragerii3 Forta care actioneaza asupra 3 Forta care actioneaza asupra materialului in timpul deformariimaterialului in timpul deformarii4 Forta de deformare4 Forta de deformare5 Forta de respingere F5 Forta de respingere Frr
SS00 sectiunea initiala a materialului sectiunea initiala a materialuluiSSuu sectiunea rezultata dupa sectiunea rezultata dupa tragerea materialuluitragerea materialului
S0Su
CONDITIA TRAGERIICONDITIA TRAGERIIFFttgtFgtFrr
FFttltForta la rupere a materialului ltForta la rupere a materialului in sectiunea cea mai micain sectiunea cea mai mica
FFttltRltRmmSSuu sau F sau FttltltσσrrSSuuCOEFICIENTUL DE TRAGERECOEFICIENTUL DE TRAGERE
FilieraFiliera reprezinta scula de deformare Prin urmare are o reprezinta scula de deformare Prin urmare are o deosebita importantadeosebita importanta
1
2
36
5
4
Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si printr-un profil transversalprintr-un profil transversal
Profilul longitudinal este format dintr-o Profilul longitudinal este format dintr-o succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)1-conul de intrare (rol de protectie)1-conul de intrare (rol de protectie)2 Conul de ungere (lubrifiere)2 Conul de ungere (lubrifiere)3 Conul de deformare3 Conul de deformare4 Zona de calibrare4 Zona de calibrare5 Conul de iesire5 Conul de iesire6 Conul de protectie la iesire a filierei6 Conul de protectie la iesire a filierei
Profilul transversal este dat de zona de calibrare care Profilul transversal este dat de zona de calibrare care confera materialului geometria si dimensiunile confera materialului geometria si dimensiunile sectiunii transversale sectiunii transversale
Materialele utilizate la executarea filierei trebuie saMaterialele utilizate la executarea filierei trebuie sa- aiba duritate ridicataaiba duritate ridicata- sa aiba o mare rezistenta la uzurasa aiba o mare rezistenta la uzura
Ele se clasifica in functie de modul de reconditionareEle se clasifica in functie de modul de reconditionare
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la aceeasi se reconditioneaza la aceeasi dimensiunedimensiune
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la o se reconditioneaza la o dimensiune superioaradimensiune superioara
- Otelurile de sculeOtelurile de scule- Otelurile rapideOtelurile rapide
-Carburile (indeosebi cele de -Carburile (indeosebi cele de wolfram)wolfram)- Diamantul- Diamantul
Se reconditioneaza prinSe reconditioneaza prin-Recoacere de inmuiereRecoacere de inmuiere-Forjare (aducere la dimensiunea dorita)Forjare (aducere la dimensiunea dorita)-Prelucrare mecanicaPrelucrare mecanica-Tratament termicTratament termic-SlefuireSlefuire
Prelucrare prin slefuire la o Prelucrare prin slefuire la o dimensiune superioaradimensiune superioara
Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului filierei aceasta se monteaza intr-o portfilierafilierei aceasta se monteaza intr-o portfiliera
1
2
3
4
5
6 7
1 filiera1 filiera2 portfiliera2 portfiliera3 materialul supus tragerii3 materialul supus tragerii4 canal de racire cu apa4 canal de racire cu apa5 batiul masinii de tras5 batiul masinii de tras6 bolt de prindere6 bolt de prindere7 cutia de lubrifiant solid7 cutia de lubrifiant solid
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Conditii impuse matritelor
Suprafetele paralele cu directia forjarii sa fie usor inclinate
-Asigura o curgere mai usoara a materialului in matrita-Asigura o scoatere mai usoara a piesei din matrita
Unghiurile diedre sa fie rotunjite
-Evitarea formarii concentratorilor de tensiune si ruperea matritei-Pentru umplerea corespunzatoare a matritei (varfurile sunt spatii inguste unde materialul curge greu-Evitarea blocarii piesei in matrita
Sa aiba canal de bavura si de refulare
-Asigura indepartarea surplusului de material-Controleaza procesul de umplere
Pentru marcarea centrului gaurilor si pentru alte functii sunt prevazute proeminente
-Acestea sa nu fie subtiri pentru ca se pot rupe-Acestea sa nu fie inalte pentru a nu se rupe-Sa aiba varful ascutit pentru a favoriza curgerea materialului
Planul de separare sa fie perpendicular pe directia de actiune a fortelor
Pentru a nu genera tensiuni tangentiale care sa impiedice inchiderea corecta a matritei si a nu solicita defavorabil elementele de ghidare
Realizarea unei roti cu butuc
-Este o piesa cilindrica-Are un butuc-Prezinta o gaura ce nu poate fi realizata prin forjare fiind lunga si de diametre mic
Forma tehnologica a piesei (albastru) copiaza piesa finita dar va avea
-Adaosuri de prelucrare pe suprafetele care se vor prelucra-Suprafetele paralele cu directia forjarii vor fi inclinate-Unghiurile diedre vor fi rotunjite-Nu va prezenta zone moarte (intranduri perpendiculare pe directia forjarii-Nu va avea gauri de diametru mic (sa nu fie necesare poansoane subtiri care s-ar putea rupe in procesul forjarii)
Planul de separare intre matrite (se ia in sectiunea cea mai mare si trebie sa asigure curgerea materialului si scoaterea piesei din matrita)
Desfasurarea procesului
Determinarea greutatii si a a formei semifabricatului de pornire
Piesa fiind mica va fi realizata dintr-un semifabricat laminat Gsp=Gpf+Gpo+GbGb=aprox07Vbρ
Forma semifabricatului de pornire sa fie cat mai aproape de forma piesei forjate
Incalzirea semifabricatului
Curatirea prin suflare (cu aer comprimat) si ungerea cavitatii matritei pentru a facilita curgerea materialului in matrita si scoaterea piesei
Asezarea semifabricatului in semimatrita inferioara
1 2
3 4
DEBAVURAREA
Inlaturarea bavurii formate in timpul forjarii in matrita deschisa
La cald-cand bavura este mare si necesita forta mare de debavurare
Deoarece piesa poate rezulta deformata din cauza fortelor de deformare se face obligatoriu o calibrare
La rece-cand nu necesita forta mare de debavurare
Cel mai adesea
Consta in impingerea piesei printr-o matrita de debavurare (bavura exterioara)
Consta in taierea bavurii cu ajutorul unui poanson (bavura exterioara)
F
Matrita de debavurare fara gulerbullAre avantajul reducerii frecarii dintre piesa si matritabullAre dezavantajul ca nu poate fi reconditionata la aceeasi dimensiune
Matrita de debavurare cu gulerbullAre avantajul posibilitatii de reconditionare la aceeasi dimensiunebullAre dezavantajul frecarii dintre piesa si matrita (forta mare distrugerea calitatii suprafetei)
FORJAREA IN MATRITE INCHISE
Are avantajul obtinerii pieselor fara bavuraNu necesita debavurareNu exista pierderi de material prin bavura
Procedeu complexInstalatii complexeNu se poate aplica decat anumitor categorii de piese
Obtinerea unui bulon cu cap sferic
1 2 3
5
4
a f
bb
c
d d
FF
1-corpul matrita2-semimatrita stanga3-poanson (al 3-lea element de inchidere)4-semimatrita dreapta5-materialul supus deformarii6-cutit de taiere
6
Laminarea semifabricatelor Laminarea semifabricatelor are urmatoarele dezavantaje are urmatoarele dezavantaje
bullProcesul laminarii se desfasoara la cald si Procesul laminarii se desfasoara la cald si deci cu consum de energie maredeci cu consum de energie marebullNu se pot obtine semifabricate cu sectiune Nu se pot obtine semifabricate cu sectiune mica deoarece procesul de oxidare ar putea mica deoarece procesul de oxidare ar putea afecta intreaga masa a materialuluiafecta intreaga masa a materialuluibullNu se pot obtine semifabricate de precizie Nu se pot obtine semifabricate de precizie dimensionala si de forma ridicatadimensionala si de forma ridicata
TragereaTragerea
Este o operatie de deformare plastica la rece Este o operatie de deformare plastica la rece (cel mai adesea) care consta in trecerea (cel mai adesea) care consta in trecerea materialului prin orificiul unei scule numite materialului prin orificiul unei scule numite filiera
Prin aceasta filiera va atribui materialului forma dimensiunile si precizia corespunzatoare
Ft
1
2
3
4
5
Fr
1 Filiea1 Filiea2 Materialul supus tragerii2 Materialul supus tragerii3 Forta care actioneaza asupra 3 Forta care actioneaza asupra materialului in timpul deformariimaterialului in timpul deformarii4 Forta de deformare4 Forta de deformare5 Forta de respingere F5 Forta de respingere Frr
SS00 sectiunea initiala a materialului sectiunea initiala a materialuluiSSuu sectiunea rezultata dupa sectiunea rezultata dupa tragerea materialuluitragerea materialului
S0Su
CONDITIA TRAGERIICONDITIA TRAGERIIFFttgtFgtFrr
FFttltForta la rupere a materialului ltForta la rupere a materialului in sectiunea cea mai micain sectiunea cea mai mica
FFttltRltRmmSSuu sau F sau FttltltσσrrSSuuCOEFICIENTUL DE TRAGERECOEFICIENTUL DE TRAGERE
FilieraFiliera reprezinta scula de deformare Prin urmare are o reprezinta scula de deformare Prin urmare are o deosebita importantadeosebita importanta
1
2
36
5
4
Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si printr-un profil transversalprintr-un profil transversal
Profilul longitudinal este format dintr-o Profilul longitudinal este format dintr-o succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)1-conul de intrare (rol de protectie)1-conul de intrare (rol de protectie)2 Conul de ungere (lubrifiere)2 Conul de ungere (lubrifiere)3 Conul de deformare3 Conul de deformare4 Zona de calibrare4 Zona de calibrare5 Conul de iesire5 Conul de iesire6 Conul de protectie la iesire a filierei6 Conul de protectie la iesire a filierei
Profilul transversal este dat de zona de calibrare care Profilul transversal este dat de zona de calibrare care confera materialului geometria si dimensiunile confera materialului geometria si dimensiunile sectiunii transversale sectiunii transversale
Materialele utilizate la executarea filierei trebuie saMaterialele utilizate la executarea filierei trebuie sa- aiba duritate ridicataaiba duritate ridicata- sa aiba o mare rezistenta la uzurasa aiba o mare rezistenta la uzura
Ele se clasifica in functie de modul de reconditionareEle se clasifica in functie de modul de reconditionare
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la aceeasi se reconditioneaza la aceeasi dimensiunedimensiune
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la o se reconditioneaza la o dimensiune superioaradimensiune superioara
- Otelurile de sculeOtelurile de scule- Otelurile rapideOtelurile rapide
-Carburile (indeosebi cele de -Carburile (indeosebi cele de wolfram)wolfram)- Diamantul- Diamantul
Se reconditioneaza prinSe reconditioneaza prin-Recoacere de inmuiereRecoacere de inmuiere-Forjare (aducere la dimensiunea dorita)Forjare (aducere la dimensiunea dorita)-Prelucrare mecanicaPrelucrare mecanica-Tratament termicTratament termic-SlefuireSlefuire
Prelucrare prin slefuire la o Prelucrare prin slefuire la o dimensiune superioaradimensiune superioara
Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului filierei aceasta se monteaza intr-o portfilierafilierei aceasta se monteaza intr-o portfiliera
1
2
3
4
5
6 7
1 filiera1 filiera2 portfiliera2 portfiliera3 materialul supus tragerii3 materialul supus tragerii4 canal de racire cu apa4 canal de racire cu apa5 batiul masinii de tras5 batiul masinii de tras6 bolt de prindere6 bolt de prindere7 cutia de lubrifiant solid7 cutia de lubrifiant solid
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Realizarea unei roti cu butuc
-Este o piesa cilindrica-Are un butuc-Prezinta o gaura ce nu poate fi realizata prin forjare fiind lunga si de diametre mic
Forma tehnologica a piesei (albastru) copiaza piesa finita dar va avea
-Adaosuri de prelucrare pe suprafetele care se vor prelucra-Suprafetele paralele cu directia forjarii vor fi inclinate-Unghiurile diedre vor fi rotunjite-Nu va prezenta zone moarte (intranduri perpendiculare pe directia forjarii-Nu va avea gauri de diametru mic (sa nu fie necesare poansoane subtiri care s-ar putea rupe in procesul forjarii)
Planul de separare intre matrite (se ia in sectiunea cea mai mare si trebie sa asigure curgerea materialului si scoaterea piesei din matrita)
Desfasurarea procesului
Determinarea greutatii si a a formei semifabricatului de pornire
Piesa fiind mica va fi realizata dintr-un semifabricat laminat Gsp=Gpf+Gpo+GbGb=aprox07Vbρ
Forma semifabricatului de pornire sa fie cat mai aproape de forma piesei forjate
Incalzirea semifabricatului
Curatirea prin suflare (cu aer comprimat) si ungerea cavitatii matritei pentru a facilita curgerea materialului in matrita si scoaterea piesei
Asezarea semifabricatului in semimatrita inferioara
1 2
3 4
DEBAVURAREA
Inlaturarea bavurii formate in timpul forjarii in matrita deschisa
La cald-cand bavura este mare si necesita forta mare de debavurare
Deoarece piesa poate rezulta deformata din cauza fortelor de deformare se face obligatoriu o calibrare
La rece-cand nu necesita forta mare de debavurare
Cel mai adesea
Consta in impingerea piesei printr-o matrita de debavurare (bavura exterioara)
Consta in taierea bavurii cu ajutorul unui poanson (bavura exterioara)
F
Matrita de debavurare fara gulerbullAre avantajul reducerii frecarii dintre piesa si matritabullAre dezavantajul ca nu poate fi reconditionata la aceeasi dimensiune
Matrita de debavurare cu gulerbullAre avantajul posibilitatii de reconditionare la aceeasi dimensiunebullAre dezavantajul frecarii dintre piesa si matrita (forta mare distrugerea calitatii suprafetei)
FORJAREA IN MATRITE INCHISE
Are avantajul obtinerii pieselor fara bavuraNu necesita debavurareNu exista pierderi de material prin bavura
Procedeu complexInstalatii complexeNu se poate aplica decat anumitor categorii de piese
Obtinerea unui bulon cu cap sferic
1 2 3
5
4
a f
bb
c
d d
FF
1-corpul matrita2-semimatrita stanga3-poanson (al 3-lea element de inchidere)4-semimatrita dreapta5-materialul supus deformarii6-cutit de taiere
6
Laminarea semifabricatelor Laminarea semifabricatelor are urmatoarele dezavantaje are urmatoarele dezavantaje
bullProcesul laminarii se desfasoara la cald si Procesul laminarii se desfasoara la cald si deci cu consum de energie maredeci cu consum de energie marebullNu se pot obtine semifabricate cu sectiune Nu se pot obtine semifabricate cu sectiune mica deoarece procesul de oxidare ar putea mica deoarece procesul de oxidare ar putea afecta intreaga masa a materialuluiafecta intreaga masa a materialuluibullNu se pot obtine semifabricate de precizie Nu se pot obtine semifabricate de precizie dimensionala si de forma ridicatadimensionala si de forma ridicata
TragereaTragerea
Este o operatie de deformare plastica la rece Este o operatie de deformare plastica la rece (cel mai adesea) care consta in trecerea (cel mai adesea) care consta in trecerea materialului prin orificiul unei scule numite materialului prin orificiul unei scule numite filiera
Prin aceasta filiera va atribui materialului forma dimensiunile si precizia corespunzatoare
Ft
1
2
3
4
5
Fr
1 Filiea1 Filiea2 Materialul supus tragerii2 Materialul supus tragerii3 Forta care actioneaza asupra 3 Forta care actioneaza asupra materialului in timpul deformariimaterialului in timpul deformarii4 Forta de deformare4 Forta de deformare5 Forta de respingere F5 Forta de respingere Frr
SS00 sectiunea initiala a materialului sectiunea initiala a materialuluiSSuu sectiunea rezultata dupa sectiunea rezultata dupa tragerea materialuluitragerea materialului
S0Su
CONDITIA TRAGERIICONDITIA TRAGERIIFFttgtFgtFrr
FFttltForta la rupere a materialului ltForta la rupere a materialului in sectiunea cea mai micain sectiunea cea mai mica
FFttltRltRmmSSuu sau F sau FttltltσσrrSSuuCOEFICIENTUL DE TRAGERECOEFICIENTUL DE TRAGERE
FilieraFiliera reprezinta scula de deformare Prin urmare are o reprezinta scula de deformare Prin urmare are o deosebita importantadeosebita importanta
1
2
36
5
4
Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si printr-un profil transversalprintr-un profil transversal
Profilul longitudinal este format dintr-o Profilul longitudinal este format dintr-o succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)1-conul de intrare (rol de protectie)1-conul de intrare (rol de protectie)2 Conul de ungere (lubrifiere)2 Conul de ungere (lubrifiere)3 Conul de deformare3 Conul de deformare4 Zona de calibrare4 Zona de calibrare5 Conul de iesire5 Conul de iesire6 Conul de protectie la iesire a filierei6 Conul de protectie la iesire a filierei
Profilul transversal este dat de zona de calibrare care Profilul transversal este dat de zona de calibrare care confera materialului geometria si dimensiunile confera materialului geometria si dimensiunile sectiunii transversale sectiunii transversale
Materialele utilizate la executarea filierei trebuie saMaterialele utilizate la executarea filierei trebuie sa- aiba duritate ridicataaiba duritate ridicata- sa aiba o mare rezistenta la uzurasa aiba o mare rezistenta la uzura
Ele se clasifica in functie de modul de reconditionareEle se clasifica in functie de modul de reconditionare
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la aceeasi se reconditioneaza la aceeasi dimensiunedimensiune
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la o se reconditioneaza la o dimensiune superioaradimensiune superioara
- Otelurile de sculeOtelurile de scule- Otelurile rapideOtelurile rapide
-Carburile (indeosebi cele de -Carburile (indeosebi cele de wolfram)wolfram)- Diamantul- Diamantul
Se reconditioneaza prinSe reconditioneaza prin-Recoacere de inmuiereRecoacere de inmuiere-Forjare (aducere la dimensiunea dorita)Forjare (aducere la dimensiunea dorita)-Prelucrare mecanicaPrelucrare mecanica-Tratament termicTratament termic-SlefuireSlefuire
Prelucrare prin slefuire la o Prelucrare prin slefuire la o dimensiune superioaradimensiune superioara
Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului filierei aceasta se monteaza intr-o portfilierafilierei aceasta se monteaza intr-o portfiliera
1
2
3
4
5
6 7
1 filiera1 filiera2 portfiliera2 portfiliera3 materialul supus tragerii3 materialul supus tragerii4 canal de racire cu apa4 canal de racire cu apa5 batiul masinii de tras5 batiul masinii de tras6 bolt de prindere6 bolt de prindere7 cutia de lubrifiant solid7 cutia de lubrifiant solid
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Desfasurarea procesului
Determinarea greutatii si a a formei semifabricatului de pornire
Piesa fiind mica va fi realizata dintr-un semifabricat laminat Gsp=Gpf+Gpo+GbGb=aprox07Vbρ
Forma semifabricatului de pornire sa fie cat mai aproape de forma piesei forjate
Incalzirea semifabricatului
Curatirea prin suflare (cu aer comprimat) si ungerea cavitatii matritei pentru a facilita curgerea materialului in matrita si scoaterea piesei
Asezarea semifabricatului in semimatrita inferioara
1 2
3 4
DEBAVURAREA
Inlaturarea bavurii formate in timpul forjarii in matrita deschisa
La cald-cand bavura este mare si necesita forta mare de debavurare
Deoarece piesa poate rezulta deformata din cauza fortelor de deformare se face obligatoriu o calibrare
La rece-cand nu necesita forta mare de debavurare
Cel mai adesea
Consta in impingerea piesei printr-o matrita de debavurare (bavura exterioara)
Consta in taierea bavurii cu ajutorul unui poanson (bavura exterioara)
F
Matrita de debavurare fara gulerbullAre avantajul reducerii frecarii dintre piesa si matritabullAre dezavantajul ca nu poate fi reconditionata la aceeasi dimensiune
Matrita de debavurare cu gulerbullAre avantajul posibilitatii de reconditionare la aceeasi dimensiunebullAre dezavantajul frecarii dintre piesa si matrita (forta mare distrugerea calitatii suprafetei)
FORJAREA IN MATRITE INCHISE
Are avantajul obtinerii pieselor fara bavuraNu necesita debavurareNu exista pierderi de material prin bavura
Procedeu complexInstalatii complexeNu se poate aplica decat anumitor categorii de piese
Obtinerea unui bulon cu cap sferic
1 2 3
5
4
a f
bb
c
d d
FF
1-corpul matrita2-semimatrita stanga3-poanson (al 3-lea element de inchidere)4-semimatrita dreapta5-materialul supus deformarii6-cutit de taiere
6
Laminarea semifabricatelor Laminarea semifabricatelor are urmatoarele dezavantaje are urmatoarele dezavantaje
bullProcesul laminarii se desfasoara la cald si Procesul laminarii se desfasoara la cald si deci cu consum de energie maredeci cu consum de energie marebullNu se pot obtine semifabricate cu sectiune Nu se pot obtine semifabricate cu sectiune mica deoarece procesul de oxidare ar putea mica deoarece procesul de oxidare ar putea afecta intreaga masa a materialuluiafecta intreaga masa a materialuluibullNu se pot obtine semifabricate de precizie Nu se pot obtine semifabricate de precizie dimensionala si de forma ridicatadimensionala si de forma ridicata
TragereaTragerea
Este o operatie de deformare plastica la rece Este o operatie de deformare plastica la rece (cel mai adesea) care consta in trecerea (cel mai adesea) care consta in trecerea materialului prin orificiul unei scule numite materialului prin orificiul unei scule numite filiera
Prin aceasta filiera va atribui materialului forma dimensiunile si precizia corespunzatoare
Ft
1
2
3
4
5
Fr
1 Filiea1 Filiea2 Materialul supus tragerii2 Materialul supus tragerii3 Forta care actioneaza asupra 3 Forta care actioneaza asupra materialului in timpul deformariimaterialului in timpul deformarii4 Forta de deformare4 Forta de deformare5 Forta de respingere F5 Forta de respingere Frr
SS00 sectiunea initiala a materialului sectiunea initiala a materialuluiSSuu sectiunea rezultata dupa sectiunea rezultata dupa tragerea materialuluitragerea materialului
S0Su
CONDITIA TRAGERIICONDITIA TRAGERIIFFttgtFgtFrr
FFttltForta la rupere a materialului ltForta la rupere a materialului in sectiunea cea mai micain sectiunea cea mai mica
FFttltRltRmmSSuu sau F sau FttltltσσrrSSuuCOEFICIENTUL DE TRAGERECOEFICIENTUL DE TRAGERE
FilieraFiliera reprezinta scula de deformare Prin urmare are o reprezinta scula de deformare Prin urmare are o deosebita importantadeosebita importanta
1
2
36
5
4
Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si printr-un profil transversalprintr-un profil transversal
Profilul longitudinal este format dintr-o Profilul longitudinal este format dintr-o succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)1-conul de intrare (rol de protectie)1-conul de intrare (rol de protectie)2 Conul de ungere (lubrifiere)2 Conul de ungere (lubrifiere)3 Conul de deformare3 Conul de deformare4 Zona de calibrare4 Zona de calibrare5 Conul de iesire5 Conul de iesire6 Conul de protectie la iesire a filierei6 Conul de protectie la iesire a filierei
Profilul transversal este dat de zona de calibrare care Profilul transversal este dat de zona de calibrare care confera materialului geometria si dimensiunile confera materialului geometria si dimensiunile sectiunii transversale sectiunii transversale
Materialele utilizate la executarea filierei trebuie saMaterialele utilizate la executarea filierei trebuie sa- aiba duritate ridicataaiba duritate ridicata- sa aiba o mare rezistenta la uzurasa aiba o mare rezistenta la uzura
Ele se clasifica in functie de modul de reconditionareEle se clasifica in functie de modul de reconditionare
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la aceeasi se reconditioneaza la aceeasi dimensiunedimensiune
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la o se reconditioneaza la o dimensiune superioaradimensiune superioara
- Otelurile de sculeOtelurile de scule- Otelurile rapideOtelurile rapide
-Carburile (indeosebi cele de -Carburile (indeosebi cele de wolfram)wolfram)- Diamantul- Diamantul
Se reconditioneaza prinSe reconditioneaza prin-Recoacere de inmuiereRecoacere de inmuiere-Forjare (aducere la dimensiunea dorita)Forjare (aducere la dimensiunea dorita)-Prelucrare mecanicaPrelucrare mecanica-Tratament termicTratament termic-SlefuireSlefuire
Prelucrare prin slefuire la o Prelucrare prin slefuire la o dimensiune superioaradimensiune superioara
Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului filierei aceasta se monteaza intr-o portfilierafilierei aceasta se monteaza intr-o portfiliera
1
2
3
4
5
6 7
1 filiera1 filiera2 portfiliera2 portfiliera3 materialul supus tragerii3 materialul supus tragerii4 canal de racire cu apa4 canal de racire cu apa5 batiul masinii de tras5 batiul masinii de tras6 bolt de prindere6 bolt de prindere7 cutia de lubrifiant solid7 cutia de lubrifiant solid
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
DEBAVURAREA
Inlaturarea bavurii formate in timpul forjarii in matrita deschisa
La cald-cand bavura este mare si necesita forta mare de debavurare
Deoarece piesa poate rezulta deformata din cauza fortelor de deformare se face obligatoriu o calibrare
La rece-cand nu necesita forta mare de debavurare
Cel mai adesea
Consta in impingerea piesei printr-o matrita de debavurare (bavura exterioara)
Consta in taierea bavurii cu ajutorul unui poanson (bavura exterioara)
F
Matrita de debavurare fara gulerbullAre avantajul reducerii frecarii dintre piesa si matritabullAre dezavantajul ca nu poate fi reconditionata la aceeasi dimensiune
Matrita de debavurare cu gulerbullAre avantajul posibilitatii de reconditionare la aceeasi dimensiunebullAre dezavantajul frecarii dintre piesa si matrita (forta mare distrugerea calitatii suprafetei)
FORJAREA IN MATRITE INCHISE
Are avantajul obtinerii pieselor fara bavuraNu necesita debavurareNu exista pierderi de material prin bavura
Procedeu complexInstalatii complexeNu se poate aplica decat anumitor categorii de piese
Obtinerea unui bulon cu cap sferic
1 2 3
5
4
a f
bb
c
d d
FF
1-corpul matrita2-semimatrita stanga3-poanson (al 3-lea element de inchidere)4-semimatrita dreapta5-materialul supus deformarii6-cutit de taiere
6
Laminarea semifabricatelor Laminarea semifabricatelor are urmatoarele dezavantaje are urmatoarele dezavantaje
bullProcesul laminarii se desfasoara la cald si Procesul laminarii se desfasoara la cald si deci cu consum de energie maredeci cu consum de energie marebullNu se pot obtine semifabricate cu sectiune Nu se pot obtine semifabricate cu sectiune mica deoarece procesul de oxidare ar putea mica deoarece procesul de oxidare ar putea afecta intreaga masa a materialuluiafecta intreaga masa a materialuluibullNu se pot obtine semifabricate de precizie Nu se pot obtine semifabricate de precizie dimensionala si de forma ridicatadimensionala si de forma ridicata
TragereaTragerea
Este o operatie de deformare plastica la rece Este o operatie de deformare plastica la rece (cel mai adesea) care consta in trecerea (cel mai adesea) care consta in trecerea materialului prin orificiul unei scule numite materialului prin orificiul unei scule numite filiera
Prin aceasta filiera va atribui materialului forma dimensiunile si precizia corespunzatoare
Ft
1
2
3
4
5
Fr
1 Filiea1 Filiea2 Materialul supus tragerii2 Materialul supus tragerii3 Forta care actioneaza asupra 3 Forta care actioneaza asupra materialului in timpul deformariimaterialului in timpul deformarii4 Forta de deformare4 Forta de deformare5 Forta de respingere F5 Forta de respingere Frr
SS00 sectiunea initiala a materialului sectiunea initiala a materialuluiSSuu sectiunea rezultata dupa sectiunea rezultata dupa tragerea materialuluitragerea materialului
S0Su
CONDITIA TRAGERIICONDITIA TRAGERIIFFttgtFgtFrr
FFttltForta la rupere a materialului ltForta la rupere a materialului in sectiunea cea mai micain sectiunea cea mai mica
FFttltRltRmmSSuu sau F sau FttltltσσrrSSuuCOEFICIENTUL DE TRAGERECOEFICIENTUL DE TRAGERE
FilieraFiliera reprezinta scula de deformare Prin urmare are o reprezinta scula de deformare Prin urmare are o deosebita importantadeosebita importanta
1
2
36
5
4
Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si printr-un profil transversalprintr-un profil transversal
Profilul longitudinal este format dintr-o Profilul longitudinal este format dintr-o succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)1-conul de intrare (rol de protectie)1-conul de intrare (rol de protectie)2 Conul de ungere (lubrifiere)2 Conul de ungere (lubrifiere)3 Conul de deformare3 Conul de deformare4 Zona de calibrare4 Zona de calibrare5 Conul de iesire5 Conul de iesire6 Conul de protectie la iesire a filierei6 Conul de protectie la iesire a filierei
Profilul transversal este dat de zona de calibrare care Profilul transversal este dat de zona de calibrare care confera materialului geometria si dimensiunile confera materialului geometria si dimensiunile sectiunii transversale sectiunii transversale
Materialele utilizate la executarea filierei trebuie saMaterialele utilizate la executarea filierei trebuie sa- aiba duritate ridicataaiba duritate ridicata- sa aiba o mare rezistenta la uzurasa aiba o mare rezistenta la uzura
Ele se clasifica in functie de modul de reconditionareEle se clasifica in functie de modul de reconditionare
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la aceeasi se reconditioneaza la aceeasi dimensiunedimensiune
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la o se reconditioneaza la o dimensiune superioaradimensiune superioara
- Otelurile de sculeOtelurile de scule- Otelurile rapideOtelurile rapide
-Carburile (indeosebi cele de -Carburile (indeosebi cele de wolfram)wolfram)- Diamantul- Diamantul
Se reconditioneaza prinSe reconditioneaza prin-Recoacere de inmuiereRecoacere de inmuiere-Forjare (aducere la dimensiunea dorita)Forjare (aducere la dimensiunea dorita)-Prelucrare mecanicaPrelucrare mecanica-Tratament termicTratament termic-SlefuireSlefuire
Prelucrare prin slefuire la o Prelucrare prin slefuire la o dimensiune superioaradimensiune superioara
Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului filierei aceasta se monteaza intr-o portfilierafilierei aceasta se monteaza intr-o portfiliera
1
2
3
4
5
6 7
1 filiera1 filiera2 portfiliera2 portfiliera3 materialul supus tragerii3 materialul supus tragerii4 canal de racire cu apa4 canal de racire cu apa5 batiul masinii de tras5 batiul masinii de tras6 bolt de prindere6 bolt de prindere7 cutia de lubrifiant solid7 cutia de lubrifiant solid
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
FORJAREA IN MATRITE INCHISE
Are avantajul obtinerii pieselor fara bavuraNu necesita debavurareNu exista pierderi de material prin bavura
Procedeu complexInstalatii complexeNu se poate aplica decat anumitor categorii de piese
Obtinerea unui bulon cu cap sferic
1 2 3
5
4
a f
bb
c
d d
FF
1-corpul matrita2-semimatrita stanga3-poanson (al 3-lea element de inchidere)4-semimatrita dreapta5-materialul supus deformarii6-cutit de taiere
6
Laminarea semifabricatelor Laminarea semifabricatelor are urmatoarele dezavantaje are urmatoarele dezavantaje
bullProcesul laminarii se desfasoara la cald si Procesul laminarii se desfasoara la cald si deci cu consum de energie maredeci cu consum de energie marebullNu se pot obtine semifabricate cu sectiune Nu se pot obtine semifabricate cu sectiune mica deoarece procesul de oxidare ar putea mica deoarece procesul de oxidare ar putea afecta intreaga masa a materialuluiafecta intreaga masa a materialuluibullNu se pot obtine semifabricate de precizie Nu se pot obtine semifabricate de precizie dimensionala si de forma ridicatadimensionala si de forma ridicata
TragereaTragerea
Este o operatie de deformare plastica la rece Este o operatie de deformare plastica la rece (cel mai adesea) care consta in trecerea (cel mai adesea) care consta in trecerea materialului prin orificiul unei scule numite materialului prin orificiul unei scule numite filiera
Prin aceasta filiera va atribui materialului forma dimensiunile si precizia corespunzatoare
Ft
1
2
3
4
5
Fr
1 Filiea1 Filiea2 Materialul supus tragerii2 Materialul supus tragerii3 Forta care actioneaza asupra 3 Forta care actioneaza asupra materialului in timpul deformariimaterialului in timpul deformarii4 Forta de deformare4 Forta de deformare5 Forta de respingere F5 Forta de respingere Frr
SS00 sectiunea initiala a materialului sectiunea initiala a materialuluiSSuu sectiunea rezultata dupa sectiunea rezultata dupa tragerea materialuluitragerea materialului
S0Su
CONDITIA TRAGERIICONDITIA TRAGERIIFFttgtFgtFrr
FFttltForta la rupere a materialului ltForta la rupere a materialului in sectiunea cea mai micain sectiunea cea mai mica
FFttltRltRmmSSuu sau F sau FttltltσσrrSSuuCOEFICIENTUL DE TRAGERECOEFICIENTUL DE TRAGERE
FilieraFiliera reprezinta scula de deformare Prin urmare are o reprezinta scula de deformare Prin urmare are o deosebita importantadeosebita importanta
1
2
36
5
4
Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si printr-un profil transversalprintr-un profil transversal
Profilul longitudinal este format dintr-o Profilul longitudinal este format dintr-o succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)1-conul de intrare (rol de protectie)1-conul de intrare (rol de protectie)2 Conul de ungere (lubrifiere)2 Conul de ungere (lubrifiere)3 Conul de deformare3 Conul de deformare4 Zona de calibrare4 Zona de calibrare5 Conul de iesire5 Conul de iesire6 Conul de protectie la iesire a filierei6 Conul de protectie la iesire a filierei
Profilul transversal este dat de zona de calibrare care Profilul transversal este dat de zona de calibrare care confera materialului geometria si dimensiunile confera materialului geometria si dimensiunile sectiunii transversale sectiunii transversale
Materialele utilizate la executarea filierei trebuie saMaterialele utilizate la executarea filierei trebuie sa- aiba duritate ridicataaiba duritate ridicata- sa aiba o mare rezistenta la uzurasa aiba o mare rezistenta la uzura
Ele se clasifica in functie de modul de reconditionareEle se clasifica in functie de modul de reconditionare
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la aceeasi se reconditioneaza la aceeasi dimensiunedimensiune
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la o se reconditioneaza la o dimensiune superioaradimensiune superioara
- Otelurile de sculeOtelurile de scule- Otelurile rapideOtelurile rapide
-Carburile (indeosebi cele de -Carburile (indeosebi cele de wolfram)wolfram)- Diamantul- Diamantul
Se reconditioneaza prinSe reconditioneaza prin-Recoacere de inmuiereRecoacere de inmuiere-Forjare (aducere la dimensiunea dorita)Forjare (aducere la dimensiunea dorita)-Prelucrare mecanicaPrelucrare mecanica-Tratament termicTratament termic-SlefuireSlefuire
Prelucrare prin slefuire la o Prelucrare prin slefuire la o dimensiune superioaradimensiune superioara
Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului filierei aceasta se monteaza intr-o portfilierafilierei aceasta se monteaza intr-o portfiliera
1
2
3
4
5
6 7
1 filiera1 filiera2 portfiliera2 portfiliera3 materialul supus tragerii3 materialul supus tragerii4 canal de racire cu apa4 canal de racire cu apa5 batiul masinii de tras5 batiul masinii de tras6 bolt de prindere6 bolt de prindere7 cutia de lubrifiant solid7 cutia de lubrifiant solid
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Laminarea semifabricatelor Laminarea semifabricatelor are urmatoarele dezavantaje are urmatoarele dezavantaje
bullProcesul laminarii se desfasoara la cald si Procesul laminarii se desfasoara la cald si deci cu consum de energie maredeci cu consum de energie marebullNu se pot obtine semifabricate cu sectiune Nu se pot obtine semifabricate cu sectiune mica deoarece procesul de oxidare ar putea mica deoarece procesul de oxidare ar putea afecta intreaga masa a materialuluiafecta intreaga masa a materialuluibullNu se pot obtine semifabricate de precizie Nu se pot obtine semifabricate de precizie dimensionala si de forma ridicatadimensionala si de forma ridicata
TragereaTragerea
Este o operatie de deformare plastica la rece Este o operatie de deformare plastica la rece (cel mai adesea) care consta in trecerea (cel mai adesea) care consta in trecerea materialului prin orificiul unei scule numite materialului prin orificiul unei scule numite filiera
Prin aceasta filiera va atribui materialului forma dimensiunile si precizia corespunzatoare
Ft
1
2
3
4
5
Fr
1 Filiea1 Filiea2 Materialul supus tragerii2 Materialul supus tragerii3 Forta care actioneaza asupra 3 Forta care actioneaza asupra materialului in timpul deformariimaterialului in timpul deformarii4 Forta de deformare4 Forta de deformare5 Forta de respingere F5 Forta de respingere Frr
SS00 sectiunea initiala a materialului sectiunea initiala a materialuluiSSuu sectiunea rezultata dupa sectiunea rezultata dupa tragerea materialuluitragerea materialului
S0Su
CONDITIA TRAGERIICONDITIA TRAGERIIFFttgtFgtFrr
FFttltForta la rupere a materialului ltForta la rupere a materialului in sectiunea cea mai micain sectiunea cea mai mica
FFttltRltRmmSSuu sau F sau FttltltσσrrSSuuCOEFICIENTUL DE TRAGERECOEFICIENTUL DE TRAGERE
FilieraFiliera reprezinta scula de deformare Prin urmare are o reprezinta scula de deformare Prin urmare are o deosebita importantadeosebita importanta
1
2
36
5
4
Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si printr-un profil transversalprintr-un profil transversal
Profilul longitudinal este format dintr-o Profilul longitudinal este format dintr-o succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)1-conul de intrare (rol de protectie)1-conul de intrare (rol de protectie)2 Conul de ungere (lubrifiere)2 Conul de ungere (lubrifiere)3 Conul de deformare3 Conul de deformare4 Zona de calibrare4 Zona de calibrare5 Conul de iesire5 Conul de iesire6 Conul de protectie la iesire a filierei6 Conul de protectie la iesire a filierei
Profilul transversal este dat de zona de calibrare care Profilul transversal este dat de zona de calibrare care confera materialului geometria si dimensiunile confera materialului geometria si dimensiunile sectiunii transversale sectiunii transversale
Materialele utilizate la executarea filierei trebuie saMaterialele utilizate la executarea filierei trebuie sa- aiba duritate ridicataaiba duritate ridicata- sa aiba o mare rezistenta la uzurasa aiba o mare rezistenta la uzura
Ele se clasifica in functie de modul de reconditionareEle se clasifica in functie de modul de reconditionare
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la aceeasi se reconditioneaza la aceeasi dimensiunedimensiune
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la o se reconditioneaza la o dimensiune superioaradimensiune superioara
- Otelurile de sculeOtelurile de scule- Otelurile rapideOtelurile rapide
-Carburile (indeosebi cele de -Carburile (indeosebi cele de wolfram)wolfram)- Diamantul- Diamantul
Se reconditioneaza prinSe reconditioneaza prin-Recoacere de inmuiereRecoacere de inmuiere-Forjare (aducere la dimensiunea dorita)Forjare (aducere la dimensiunea dorita)-Prelucrare mecanicaPrelucrare mecanica-Tratament termicTratament termic-SlefuireSlefuire
Prelucrare prin slefuire la o Prelucrare prin slefuire la o dimensiune superioaradimensiune superioara
Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului filierei aceasta se monteaza intr-o portfilierafilierei aceasta se monteaza intr-o portfiliera
1
2
3
4
5
6 7
1 filiera1 filiera2 portfiliera2 portfiliera3 materialul supus tragerii3 materialul supus tragerii4 canal de racire cu apa4 canal de racire cu apa5 batiul masinii de tras5 batiul masinii de tras6 bolt de prindere6 bolt de prindere7 cutia de lubrifiant solid7 cutia de lubrifiant solid
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Ft
1
2
3
4
5
Fr
1 Filiea1 Filiea2 Materialul supus tragerii2 Materialul supus tragerii3 Forta care actioneaza asupra 3 Forta care actioneaza asupra materialului in timpul deformariimaterialului in timpul deformarii4 Forta de deformare4 Forta de deformare5 Forta de respingere F5 Forta de respingere Frr
SS00 sectiunea initiala a materialului sectiunea initiala a materialuluiSSuu sectiunea rezultata dupa sectiunea rezultata dupa tragerea materialuluitragerea materialului
S0Su
CONDITIA TRAGERIICONDITIA TRAGERIIFFttgtFgtFrr
FFttltForta la rupere a materialului ltForta la rupere a materialului in sectiunea cea mai micain sectiunea cea mai mica
FFttltRltRmmSSuu sau F sau FttltltσσrrSSuuCOEFICIENTUL DE TRAGERECOEFICIENTUL DE TRAGERE
FilieraFiliera reprezinta scula de deformare Prin urmare are o reprezinta scula de deformare Prin urmare are o deosebita importantadeosebita importanta
1
2
36
5
4
Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si printr-un profil transversalprintr-un profil transversal
Profilul longitudinal este format dintr-o Profilul longitudinal este format dintr-o succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)1-conul de intrare (rol de protectie)1-conul de intrare (rol de protectie)2 Conul de ungere (lubrifiere)2 Conul de ungere (lubrifiere)3 Conul de deformare3 Conul de deformare4 Zona de calibrare4 Zona de calibrare5 Conul de iesire5 Conul de iesire6 Conul de protectie la iesire a filierei6 Conul de protectie la iesire a filierei
Profilul transversal este dat de zona de calibrare care Profilul transversal este dat de zona de calibrare care confera materialului geometria si dimensiunile confera materialului geometria si dimensiunile sectiunii transversale sectiunii transversale
Materialele utilizate la executarea filierei trebuie saMaterialele utilizate la executarea filierei trebuie sa- aiba duritate ridicataaiba duritate ridicata- sa aiba o mare rezistenta la uzurasa aiba o mare rezistenta la uzura
Ele se clasifica in functie de modul de reconditionareEle se clasifica in functie de modul de reconditionare
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la aceeasi se reconditioneaza la aceeasi dimensiunedimensiune
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la o se reconditioneaza la o dimensiune superioaradimensiune superioara
- Otelurile de sculeOtelurile de scule- Otelurile rapideOtelurile rapide
-Carburile (indeosebi cele de -Carburile (indeosebi cele de wolfram)wolfram)- Diamantul- Diamantul
Se reconditioneaza prinSe reconditioneaza prin-Recoacere de inmuiereRecoacere de inmuiere-Forjare (aducere la dimensiunea dorita)Forjare (aducere la dimensiunea dorita)-Prelucrare mecanicaPrelucrare mecanica-Tratament termicTratament termic-SlefuireSlefuire
Prelucrare prin slefuire la o Prelucrare prin slefuire la o dimensiune superioaradimensiune superioara
Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului filierei aceasta se monteaza intr-o portfilierafilierei aceasta se monteaza intr-o portfiliera
1
2
3
4
5
6 7
1 filiera1 filiera2 portfiliera2 portfiliera3 materialul supus tragerii3 materialul supus tragerii4 canal de racire cu apa4 canal de racire cu apa5 batiul masinii de tras5 batiul masinii de tras6 bolt de prindere6 bolt de prindere7 cutia de lubrifiant solid7 cutia de lubrifiant solid
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
FilieraFiliera reprezinta scula de deformare Prin urmare are o reprezinta scula de deformare Prin urmare are o deosebita importantadeosebita importanta
1
2
36
5
4
Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si Filiera se caracterizeaza printr-un profil longitudinl si printr-un profil transversalprintr-un profil transversal
Profilul longitudinal este format dintr-o Profilul longitudinal este format dintr-o succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)succesiune de conuri (cu exceptia zonei 4)1-conul de intrare (rol de protectie)1-conul de intrare (rol de protectie)2 Conul de ungere (lubrifiere)2 Conul de ungere (lubrifiere)3 Conul de deformare3 Conul de deformare4 Zona de calibrare4 Zona de calibrare5 Conul de iesire5 Conul de iesire6 Conul de protectie la iesire a filierei6 Conul de protectie la iesire a filierei
Profilul transversal este dat de zona de calibrare care Profilul transversal este dat de zona de calibrare care confera materialului geometria si dimensiunile confera materialului geometria si dimensiunile sectiunii transversale sectiunii transversale
Materialele utilizate la executarea filierei trebuie saMaterialele utilizate la executarea filierei trebuie sa- aiba duritate ridicataaiba duritate ridicata- sa aiba o mare rezistenta la uzurasa aiba o mare rezistenta la uzura
Ele se clasifica in functie de modul de reconditionareEle se clasifica in functie de modul de reconditionare
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la aceeasi se reconditioneaza la aceeasi dimensiunedimensiune
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la o se reconditioneaza la o dimensiune superioaradimensiune superioara
- Otelurile de sculeOtelurile de scule- Otelurile rapideOtelurile rapide
-Carburile (indeosebi cele de -Carburile (indeosebi cele de wolfram)wolfram)- Diamantul- Diamantul
Se reconditioneaza prinSe reconditioneaza prin-Recoacere de inmuiereRecoacere de inmuiere-Forjare (aducere la dimensiunea dorita)Forjare (aducere la dimensiunea dorita)-Prelucrare mecanicaPrelucrare mecanica-Tratament termicTratament termic-SlefuireSlefuire
Prelucrare prin slefuire la o Prelucrare prin slefuire la o dimensiune superioaradimensiune superioara
Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului filierei aceasta se monteaza intr-o portfilierafilierei aceasta se monteaza intr-o portfiliera
1
2
3
4
5
6 7
1 filiera1 filiera2 portfiliera2 portfiliera3 materialul supus tragerii3 materialul supus tragerii4 canal de racire cu apa4 canal de racire cu apa5 batiul masinii de tras5 batiul masinii de tras6 bolt de prindere6 bolt de prindere7 cutia de lubrifiant solid7 cutia de lubrifiant solid
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Materialele utilizate la executarea filierei trebuie saMaterialele utilizate la executarea filierei trebuie sa- aiba duritate ridicataaiba duritate ridicata- sa aiba o mare rezistenta la uzurasa aiba o mare rezistenta la uzura
Ele se clasifica in functie de modul de reconditionareEle se clasifica in functie de modul de reconditionare
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la aceeasi se reconditioneaza la aceeasi dimensiunedimensiune
Materiale pentru filiere care Materiale pentru filiere care se reconditioneaza la o se reconditioneaza la o dimensiune superioaradimensiune superioara
- Otelurile de sculeOtelurile de scule- Otelurile rapideOtelurile rapide
-Carburile (indeosebi cele de -Carburile (indeosebi cele de wolfram)wolfram)- Diamantul- Diamantul
Se reconditioneaza prinSe reconditioneaza prin-Recoacere de inmuiereRecoacere de inmuiere-Forjare (aducere la dimensiunea dorita)Forjare (aducere la dimensiunea dorita)-Prelucrare mecanicaPrelucrare mecanica-Tratament termicTratament termic-SlefuireSlefuire
Prelucrare prin slefuire la o Prelucrare prin slefuire la o dimensiune superioaradimensiune superioara
Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului filierei aceasta se monteaza intr-o portfilierafilierei aceasta se monteaza intr-o portfiliera
1
2
3
4
5
6 7
1 filiera1 filiera2 portfiliera2 portfiliera3 materialul supus tragerii3 materialul supus tragerii4 canal de racire cu apa4 canal de racire cu apa5 batiul masinii de tras5 batiul masinii de tras6 bolt de prindere6 bolt de prindere7 cutia de lubrifiant solid7 cutia de lubrifiant solid
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului Datorita duritatii si fragilitatii ridicate a materialului filierei aceasta se monteaza intr-o portfilierafilierei aceasta se monteaza intr-o portfiliera
1
2
3
4
5
6 7
1 filiera1 filiera2 portfiliera2 portfiliera3 materialul supus tragerii3 materialul supus tragerii4 canal de racire cu apa4 canal de racire cu apa5 batiul masinii de tras5 batiul masinii de tras6 bolt de prindere6 bolt de prindere7 cutia de lubrifiant solid7 cutia de lubrifiant solid
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
MSINA DE TRAS BAREMSINA DE TRAS BARE
1
2
3
4
5
1 si 13 batiul masinii de tras1 si 13 batiul masinii de tras2 si 14 suportii rotilor de lant2 si 14 suportii rotilor de lant3 roata motoare3 roata motoare4 axul rotii motoare4 axul rotii motoare5 lant Gall5 lant Gall6 boltul portfilierei6 boltul portfilierei7 portfiliera7 portfiliera
6 7 8 9 10 11 12
13 14
15
16
8 filiera8 filiera9 material supus tragerii9 material supus tragerii10 cleste de prindere10 cleste de prindere11 sistem de ancorare11 sistem de ancorare12 pana de decuplare12 pana de decuplare15 axul rotii antrenate15 axul rotii antrenate16 roata antrenata16 roata antrenata
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
TRAGEREA TEVILORTRAGEREA TEVILOR
Tragerea fara dornTragerea fara dornPrezinta dezavantajul faptului ca nu pot fi controlate grosimea peretelui si diametrul interiorTeava poate dobandi pliuri cute
Tragerea cu dorn lungTragerea cu dorn lungAre avantajul controlului diametrului interior si exterior al teviiAre dezavantajul utilizarii unor dornuri lungi si greleTeava se trage odata cu dornul
Tragerea cu dorn scurtTragerea cu dorn scurtAre avantajul controlului diametrului interior si exteriorPrezinta dezavantajul sistemului mai complicatTeava se trage in timp ce dornul se roteste
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
PRELUCRAREA PRIN TURNAREPRELUCRAREA PRIN TURNARE
Produsele turnate se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini datorita avantajelor pe care la are aplicarea acestei tehnologii-produse de forma complexa-produse cu goluri interioare imposibil de realizat prin alte procedee
Se bazeaza pe proprietatile lichidelor de a umple cu usurinta si complet cavitatea unei forme Dupa solidificare piesa capata geometria formei
Piesele turnate se obtin in sectii numite turnatorii care din punct de vedere organizatoric pot fi
Integrate satisfacand in mare masura cererea de piese ale intreprinderii in care functioneaza
Autonome produce semifabricate turnate pentru diferite intreprinderi pe baza de comenzi (de obicei serie mare intr-un program omogen si un numar mic de tipo-dimensiuni sau serie mica si semifabricate de dimensiuni mari)
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Piesa turnata se obtine astfel
PIESA TURNATA
FORMA DE TURNATORIEMETALUL SAU ALIAJUL TOPIT
METAL SAU ALIAJ SOLID
INSTALATIE DE TOPIRE
AMESTEC DE FORMARE
RAMA DE FORMARE
TEHNOLOGIA FORMARII
MODEL
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
MODELUL DE TURNATORIE
Piesa finita
Sectiunea piesei finite dimensiunile si suprafetele de prelucrat (desenul de executie)
Piesa turnata
Difera de
piesa finita
Dimensional
Geometric
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Diferenta dimensionala
Diferenta geometrica
Modificarile de forma intereseaza anumite zone care przinta interes pentru usurarea procesului de fabricatie si o comportare buna in exploatare forme tehnologice rationale
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Se clasifica dupa
Durata de exploatare
Modul de formare
Structura modelului
Materialul modelului
-nepermanente (pentru o singura formare)-permanente
-pentru formare manuala-pentru formare mecanica
-monolitic-compus
-material lemnos-material metalic-materiale minerale-materiale organice
Temperatura de lucru
-formare la rece-formare la cald
Materialele pentru modele
trebuie sa indeplineasca
anumite cerinte
-sa aiba o rezistenta mecanica buna-sa se prelucreze usor-sa genereze la prelucrare o suprafata fina-sa aiba greutate specifica mica-sa nu sufere variatii dimensionale odata cu modificarea temperaturii si umiditatii-sa nu se aprinda-sa aiba cost scazut
MODELUL DE TURNATORIE
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Modelul de turnatorie Difera de piesa turnata
Dimensional
Geometric
Principii de dimensionare
Se tine seama de contractia la racire a pieselor de la temperatura de solidificare ldquotsrdquo la temperatura ambianta ldquotardquo
Lm=Lp+ΔLp
ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Cand procesul de formare are loc la rece si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm=Lp[1+ αp(ts-ta)]
Cand procesul de formare are loc la cald si forma nu mai sufera modificari dimensionale
Lm+ΔLm=Lp+ΔLp
ΔLm=Lmαm(tf-ta)ΔLp=Lpαp(ts-ta)
Lm-lungimea modeluluiLp-lungimea piesei turnateαp-coeficientul de contractie liniara al materialului pieseiαm-coeficientul de contractie liniara al materialului modelului
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Principii constructive ale modelului
Modelul trebuie sa fie conceput incat sa permita realizarea formei extragerea lui (demularea) usoara din forma (fara degradarea acesteia) si asamblarea corecta a
elementelor de forma inclusiv a miezului
Gresit Corect
a
b
Modelul trebuie sa aiba-toate suprafetele paralele cu directia de scoatere se fac usor inclinate pentru evitarea frecarii dintre model si peretii formei-toate unghiurile diedre se fac rotunjite pentru evitarea ruperii materialului formei-se evita realizarea zonelor moarte (a-directia de indesare a amestecului de formare b-directia de scoatere a modelului din forma)-se cauta rezolvarea scoaterii modelului din forma utilizand cat mai putine plane de separare a modelului-modelul va genera suprafetele necesare sprijinirii miezului (miezul fiind elementul care va genera suprafetele interioare piesei)-modelul va avea elemente de centrare pentru fiecare parte a modelului-modelul va avea un sistem ce va permite extragerea acestuia din forma
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Respectand toate principiile pentru piesa in cauza modelul arata astfel (un model format din doua semimodele)
Suprafete inclinate
Unghiuri rotunjite
Cepuri si contracepuri
centrare
Marci
Sistem extragere
model
Plan de separare
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
MATERIALE PENTRU FORMARE
Materialele pentru formare trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte
-trebuie sa fie usor prelucrabile pentru reproducerea exacta a tuturor detaliilor modelului-sa prezinte o buna stabilitate dimensionala (in conditiile modificarii temperaturii si umezelii)-proprietati mecanice bune pentru asigurarea integritatii formei la manipulare si turnare (rezistenta la tractiune eroziune compresiune intindere si duritate-sa nu genereze cantitati importante de gaze care trebuie evacuate-refractaritate ridicata deoarece intra in contact cu metalul topit-sa nu reactioneze cu metalul-rezistenta la soc termic-conductibilitate termica scazuta-sa aiba permeabilitate la gaze
Materialele pentru forme nepermanenteMateriale pentru forme permanente
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
MATERIALE PENTRU FORME NEPERMANENTE
-au in general proprietati mecanice slabe (se folosesc la o singura turnare apoi se distrug)-nu se pot obtine produse de calitate-se utilizeaza la serii mici si mijlocii de fabricatie
Cel mai adesea se utilizeaza materiale granulare deoarece granulele copiaza bine configuratia geometrica a modeluluiAlaturi de materialul granular se mai adauga un liant si un solvent
Amestecuri de formare
Amestecurile obisnuite de formare sunt cele care utilizeaza ca material granular nisipul de cariera spalat ca liant argila si ca solvent apa
SiO2
Liant
Por
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Nisipul de cariera are urmatoarele proprietati-refractaritate ridicata-rezistenta la soc termic-nu reactioneaza cu metalul turnat-daca este uscat nu genereaza gaze-in functie de cantitatea de argila confera formei rezistenta mecanica si la eroziune buna-permeabilitate ridicata in functie de marimea granulelor si de cantitatea de liant din amestec
Raportul dintre cantitatea de nisip si cantitate de liant controleaza rezistenta mecanica si permeabilitatea la gaze a formei
Marimea granulelor de nisip influenteaza permeabilitatea la gaze si calitatea suprafetei cavitatii formei
Ca liant se utilizeaza argila careia i se adauga cantitati mici de bentonita (silicati si hidrati de aluminiu)Ca solvent se utilizeaza apa
AMESTECUL TREBUIE PREPARAT PRIN SPALARE SORTARE DOZARE SI OMOGENIZARE
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Alte amestecuri de formare
Amestec de formare cu samota Are refractaritate mai buna
Amestec de formare cu cimentAre refractaritate si porozitate buna si dezbatere usoara dupa turnare
Amestec de formare pe baza de ipsosAre capacitate de copiere a formei ridicata si refractaritate acceptabila Are contractie mare la intarire si permeabilitate scazuta
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
MATERIALE PENTRU FORME PERMANENTE
-sa aiba rezistenta la coroziune-refractaritate-rezistenta la soc termic-sa aiba temperatura de topire mai mare decat a metalului turnat-sa nu apara reactii chimice intre materialul cochilei (formei) si metalul turnat-sa se prelucreze usor
Se utilizeaza cand-se cer serii mari de fabricatie-cand la turnare se impun conditii de rezistenta (turnarea sub presiune-cand se cere o racire controlata
-fonta perlitica-otelul (indeosebi cel aliat)-aliaje de aluminiu-materiale metalo-ceramice-grafitul
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
RAMA DE FORMARE
Cutie paralelipipedica (din fonta aluminiu sau tabla) deschisa la ambele capete in care amestecul de formare este retinut numai datorita frecarii dintre acest amestec si peretii ramei de formare
Ramele de formare mari au si nervuri pentru a mari suprafata de contact dintre rama si amestec acestea putand servi si la manipularea lor cu macaraua
Rama de formare fara nervura Rama de formare cu nervura
Ureche de prindere Nervura
Gaura de pozitionare
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
FORMAREA MANUALA
Formarea in solul turnatoriei
Formarea in solul turnatoriei si o rama de formare
Formarea in rame de formare
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si nepretentioase Apare o racire diferentiata si
cumularea impuritatilor si zgurei
la suprafata piesei
Se utilizeaza la obtinerea pieselor mari si cu pretentii mai ridicate Apare o racire
aproape uniforma
Se utilizeaza cel mai des la obtinerea pieselor cu
pretentii de calitate Apare o racire uniforma piesa
avand aceleasi proprietati in masa sa
Cea mai utilizata metoda este formarea in doua rame
de formare
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
FORMAREA IN DOUA RAME DE FORMARE
1
2 3
1
2
3
4 6
57
89 10
1-planseta de lucru2-semi-modelul inferior3-rama de formare4-ptaf de licopodiu (strat)5-saculetul cu praf de licopodiu6-amestec de model7-sita8-batator9-rigla de indreptare10- canale ce faciliteaza evacuarea gazelor
REALIZAREA SEMI-FORMEI INFERIOARE
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
-se intoarce semi-forma inferioare 1-se aseaza semi-modelul superior 2 pozitionandu-se prin cepurile de centrare 3-se aseaza rama superioara 4-se pozitioneaza cu dornurile de centrare 5-se aseaza succesiv straturile (ca si la semiforma inferioara)-se aseaza dornurile de umplere 6 si de supraplin 7-se realizeaza palnia de alimentare
REALIZAREA SEMI-FORMEI SUPERIOARE
5
1
2
4
3 56 78
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
DEMULAREA SAU SCOATEREA MODELULUL DIN FORMA
1
2
4
3 56 78
-se scot dornurile 6 si 7 lasand canalele de umplere si de supraplin libere-se scot dornurile de centare 5-se ridica semi-forma superioara se rastoarna cu 180 grade si se aseaza langa semi-forma inferioara-se scot succesiv semi-modelele utilizand carlige de extactie (in timpul scoaterii modelul se loveste usor pentru desprinderea lui de amestecul de formare)-se realizeaza canalul de alimentare (canal ce leaga piciorul palniei de turnare si cavitatea formei-se repara forma (se inlatura stricaciunile aparute la formre-se aseaza miezul-se asambleaza forma urmand etapele in succesiune inversa
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
1 2 3 4 5 6 7
1 2
6
9
4
58
2
1-semiforma inferioara 2-miezul 3-rama de formare inferioara 4-semiforma superioara5-canalul de supraplin 6-palnia de turnare 7-bolturi de centrare 8-piciorul palniei de turnare 9-canalul de alimentare
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
1 2
6 8 754
Procesul de indesare si de scoatere a modelului din forma sunt cele mai mari consumatoare de energie umana si provoaca cele mai multe distrugeri formei
Se urmareste mecanizarea procesului de indesare si a scoaterii modelului din forma
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
FORMAREA MECANIZATA
Indesarea prin presare Indesare prin scuturare Indesarea prin aruncare
1 2 3 4 1 2 3 4
1-placa port-model 2-modelul 3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
1 32 4
5
6
7
8
1 2 3 4
5
6
7
8
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-placa de indesare7-pistonul placii de indesare8-cilindru de presiune
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
1-placa port-model 2-modelul3-rama de formare 4-cepurile de pozitionare5-rama de dozare6-cilindru pneumatic
1 23 4
5
6
FORMARE PRIN SCUTURARE
1 2 3 4
5
6
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Tehnologia confectionarii miezurilorTehnologia confectionarii miezurilor
Rolul miezurilor la realizarea pieselor turnate este de a genera goluri interioare
La turnare miezurile sunt supuse unor solicitari cum ar fi-Solicitari la incovoiere (uneori fiind necesara sprijunirea lui in zona mijlocie cu juguri realizate dintr-un material asemanator piesei)-Solicitari la compresiune-Necesita o refractaritate ridicata fiind inconjurat de topitura-Necesita o mare permeabilitate la gaze (gazele putandu-se evacua numai pe la capetele miezului)
Pentru realizarea miezurilor se utilizeaza in mod uzual nisipul de cariera spalat
Ca lianti se utilizeaza
Lianti aglutinati-amidonul-dextrina-melasa
Uleiuri sicative-ulei de in-ulei de peste
Rasini naturale sau sintetice-colofoniu-uree-fenolici-fenol formol
Liantii trbuie sa ofere proprietatile materialului pentru mies si sa fragilizeze materialul dupa turnare
Se utilizeaza si miezuri metalice care trebuie scoase din piesa imediat dupa solidificatea topiturii
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Structura miezurilorStructura miezurilor
Miezuri cu structura simpla (cele de dimensiuni mici)
Miezuri cu structura complexa (cele de dimensiuni mari)
1
2
3
4
5
6
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-elementele de centrare si pozitionare
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Realizarea manuala a miezurilorRealizarea manuala a miezurilor
a b
c
1
2
3
1-material pentru miez2-armatura metalica3-fitile cerate4-semi-cutia de miez superioara5-semi-cutia de miez inferioara6-cepuri7-contracepuria-realizarea miezului in semi-cutia inferioarab-realizarea miezului in semi-cutia superioarac-asamblarea miezului
4
5
76
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREPRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE
Extrudarea este un procedeu de prelucrare prin deformare plastica care consta in impingerea materialului prin orificiul unei filiere
ATENTIE La tragere si trefilare materialul este tras printr-o filiera iar la extrudare materialul este impins prin filiera
Metoda se aplica materialelor care nu pot fi trase adica nu respecta
conditia tragerii TgtσrSu respectiv pentru materialele cu plasticitate ridicata si rezistenta mecanica mica (plumb aluminiu cupru etc)
In prezent datorita lubrifierii corespunzatoare a materialului in timpul procesului de extrudare metoda se poate aplica unei game largi de materiale inclusiv otelurilor inalt aliate a metalelor si aliajelor refractare etc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
PRINCIPIUL EXTRUDARIIPRINCIPIUL EXTRUDARII
Semifabricatul de obicei o bara plasat intr-un container este impins prin orificiul unei filiere Orificiul acestei filiere determina forma si marimea sectiunii transversale a semifabricatului rezultat
Ca si la tragere si trefilare produsele extrudate se caracterizeaza prin sectiune mica si lungime mare
Materialele extrudate (datorita comprimarii) permit realizarea unor grade mari de deformare
Obtinerea unui produs dintr-o singura trecere
1 2 3 4 5
6
F
1-sabota presei2-inel de strangere si fixare a filierei3-portfiliera cu filiera4-container cu materialul de extrudat5-poansonul de extrudare6-materialul extrudat
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Extrudarea prezinta si unele dezavantaje
Necesita forte mari pentru desfasurarea procesului
Apar forte mari de frecare intre material si container intre material si filiera
Necesita utilizarea unor instalatii de forta mare
Necesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecarii
METODE DE EXTRUDARE
Extrudarea directa Extrudarea indirecta Extrudarea mixta
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a
acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa
directiei de impingere a acestuia
Se caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers
directiei de impingere a acestuia
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
F
F
F
F
Extrudarea directa Extrudarea indirecta
3
11
1
1
2
2
2
2
3
3
3
a
b b1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
I
II
I
II
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Extrudarea mixta
123
FF
123
a
bb
1-filiera (container)2-poanson3-materiala-directia extrudarii directeb-directia extrudarii indirecte
PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese2-piese cu sectiune longitudinala variabila3-supapele motoarelor cu rdere interna4-palete de turbina5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal6-tevi etc
I II
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICE
Cu material metalic de protectie (aluminiu
plumb etc)
Cu material plastic de izolare sau cu straturi
multiple (plastic metal) acoperirea electrozilor de
sudura cu invelis
Utilizeaza o instalatie complexa
1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune)2-containar3-material pentru extrudare4-piesa de ghidare material5-portfiliera si filiera6-materialul supus acoperirii7-invelisul de acoperire
2
F
1
4
6
7
5
3
Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisuluiVm-Viteza de deplasare a materialului acoperit
Vm
Ve
VegtVm ndashse obtine un
invelis tubular
VeltVm ndashse obtine un
material neacoperit
ATENTIE Lubrifierea are un rol deosebit de mare in procesul de extrudare deoarece
conduce la reducerea fortelor necesare desfasurarii procesului
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
PRELUCRAREA TABLELOR PRELUCRAREA TABLELOR
Tablele se supun mai multor procedee de prlucrare
Prelucrari prin deformare plastica Prelucrari prin forfecare
Ambutisarea Fasonarea Indoirea Taierea Stantarea
De decupare De perforare De retezare De taiat margini etc
Stantele (sculele) utilizate pentru aceste operatii se clasifica dupa mai multe criterii
Elementele spatiale obtinute prin ambutisare fasonare sau indoire se pot asambla usor
demontabil sau nedemontabil obtinandu-se structuri de
mare rezistenta
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE PRELUCRAREA TABLELOR PRIN AMBUTISARE
Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiri
Cei mai mari consumatori de tabla deformata plastic sunt industria de automobile industria conservelor jucariilor aeronautica etc
Ambutisarea este operatia cea mai complexa atat in ceea ce priveste utilajul folosit cat mai ales a fenomenelor care apar in timpul procesului
Aceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatiale
Datorita acestui fapt in material apar simultan tensiuni de intindere si compresiune care conduc si la modificarea grosimii peretelui Tensiunile de compresiune pot conduce la valurirea tablei iar impreuna cu tensiunile de
intindere pot determina cresterea grosimii sau scaderea grosimii peretelui Mai putin afectata este zona de fund unde nu apar modificari de grosime
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
1
2
3
4
1
2
3
4
1-matrita2-piesa3-inelul de strangere4-poansonul de ambutisare
Etapele ambutisarii
Decuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei
ce va urma sa fie obtinuta
Determinarea diametrului semifabricatului de
pornire
Asezarea semifabricatului
in matritaAmbutisarea
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de
drosimea tablei
Diametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatia
Pentru piesele cilindrice
in cared2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul pieseid1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-r
Pentru piesele cilindrice cu guler
d2-este diametrul cavitatii pieseir-raza de la fundul piesei si a flansed1=d2-2rh-inaltimea pieseih1=h-2r
Jocul dintre poanson si matrita se determina cu relatia
j-jocul dm-diametrul matritei dp-diametrul poansonului g-grosimea tablei
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Forta necesara procesului de deformare este data de relatia
σr-tensiunea la rupere a materialuluiDm-diametrul mediu al produsuluig-grosimea tablei
Forta de ambutisare poate fi diminuata prin desfasurarea
procesului la cald si prin utilizarea unor lubrifianti
Ambutisarea la cald se utilizeaza in urmatoarele situatii1 Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului2 Obtinerea unei structuri favorabile deformarii3 Evitarea completa a ecruisarii4 Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului
Prin ambutisare1Nu se pot obtine produse cu pereti grosi2Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita3Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite4Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g5Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare6Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare)
Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatiaPrima deformare nu va fi mai mare de 50D0-diametrul initial D1-diametrul dupa ambutisare
La grade mai mari de ambutisare de 50 sunt necesare mai
multe treceri
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
FASONAREAFASONAREA
Este o metoda de prelucrare prin deformare plastica a
tablelor prin care se urmareste obtinerea unor
produse de forma complexa
Ea completeaza procesul de ambutisare
Urmareste modificarea formei cilindrice a unui
semifabricat prin gatuire rasfrangere umflare etc
Fasonare prin gatuire
1
2
3
1-matrita de fasonare2-piesa inainte de gatuire3-piesa dupa gatuire
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
1
2 3
Fasonare prin rasfrangereLargirea unei portiuni
exterioare a semifabricatului cilindric
1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special)2-piesa inaintea rasfrangerii3-piesa dupa rasfrangere
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni
interioare a semifabricatului cilindric
12 3
4
5
6
1 2 3
75
6
1-semimatrita I2-poanson3-semimatrita II4-piesa inainte de umflare5-material granular (sau alte materiale)6-inel de strangere7-piesa dupa umflare
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
INDOIREA TABLELOR
Indoirea Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata
dupa o raza de indoire ldquoRrdquo
In procesul de indoire a unui material de grosime ldquogrdquo numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala
(ramane nedeformata) Fibra exterioara se lungeste in timp ce fibra interioara se scurteaza
αα
B
R
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita ldquoBrdquo este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit Presupunand ca raza de
indoire a fibrei neutre Rfn=R+045g rezulta ca
in care unghiul ldquoαrdquo este unghiul de indoire
In realitate deformatiile din zona indoita sunt mult mai complexe dar daca raportul dintre latimea si grosimea tablei este mai mare de 8 (cel mai adesea) se poate
considera ca au loc numai deformatiile fibrelor longitudinale paralele cu axa neutra
Raza minima de indoire se determina cu relatiile (Z fiind gatuirea materialului)
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Inafara indoirii necorespunzatoare care poate genera aparitia fisurilor trebuie sa se ia in considerare si arcuirea materialului datorita relaxarii elastice odata cu
inlaturarea fortei de indoire
Ro
Rf
αo
αx
Raza de indoire sub sarcina Ro este mai mica decat raza de indoire finala Rf Se recomanda determinarea experimentala a arcuirii pentru fiecare caz Pentru reducerea determinarilor experimentale se poate utiliza relatia
in care ldquoσcrdquo este limita la curgere ldquoErdquo modulul de elasticitate ldquogrdquo grosimea tablei
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire
1
2
3
5
4
F
3
3
6
6
4
F
2
Fi
1-rola de antrenare2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire)3-tabla supusa indoirii4-elemente de fixare a tablei pe rola5-rola suplimentara de indoire6-rola de antrenare si rola modelF-forta de apasareFi-forta de modelare (de intindere a tablei)
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)
1
2
3
Principil de lucru cu masina manuala de indoit
1si 2 ndashfalci fixe de prindere a tablei3-falca rotativa de indoire4-tabla
4
1
23
4
Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)
1-poanson2-matrita3-materialul de indoit (tabla)4-masa masinii de indoit
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita
1-piesa2-matrita (placa de indoire)3-poansonul de indoire4-extractorul
1
1
1
24
2
3
3
4
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECARE
Urmareste obtinerea unor semifabricate prin separarea dintr-un produs de baza cu ajutorul a doua muchii taietoare asociate actionate de forte exterioare ale caror valoare depaseste rezistente de rupere la forfecare
In zona de forfecare apar zone specifice care se pot pune in evidenta prin analiza macroscopica in sectiunea de taiere
1-zona de rotunjire incepe cand pe masura deplasarii muchiilor taietoare materialul se deformeaza elastic si plastic prin fenomenul de alunecare2-zona de taiere urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare Suprafata este neteda caracteristica ruperii transcristaline3-zona de rupere desavarseste procesul de separare a materialului este datorata micsorarii sectiunii materialului pana la o valoare la care forta de forfecare depaseste rezistenta de rupere a materialului Suparafata zonei este rugoasa specifica ruperii intercristaline4-zona de strivire rezulta ca urmare a apasarii contra-muchiei taietoare asupra materialului
1
2
3
4
2
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Jo
Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are jocul
Jmic
Jmare
La joc optim fisurile initiate in procesul de forfecare se vor intalni in apropierea mijlocului grosimii tablei in timp ce in cazul jocului prea mic va apare o suprafata de rupere zimtata a tablei iar in cazul unui joc pra mare apare o zona de deformare mai mare si o indoire exagerata a tablei
In ultimele doua cazuri forta necesara taierii va fi considerabil mai mare
In functie de geometria conturului taieturii a destinatiei produsului a utilajului folosit taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind
Forfecare propriu-zisa Stantare
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
FORFECARE PROPRIU-ZISAFORFECARE PROPRIU-ZISA
Acest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis de forma simpla de
obicei rectilinii in scopul debitarii
In timpul taierii datorita jocului dintre muchiile taietoare apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si
deterioreaza calitatea suprafetei
a
bT
F F
T
Ft
Ft
Fa
La inceput datorita fortelor ldquoFrdquo care apar in procesul taierii apare o incovoiere a materialului Momentul de incovoiere M=Fa Pe masura ce scula patrunde in material apar fortele tangentiale ldquoTrdquo care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele ldquoFrdquo instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste
Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor α si γ) si
la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei
1
21
α
γ
Jocul optim se determina in functie de grosimea materialului ldquogrdquo de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare ldquoτrdquo
astfel
unde c=0005 pentru suprafete curate si c=0035 pentru suprafete brute
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAMETODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISA
In functie de modul cum muchiile taietoare ataca materialul in timpul lucrului avem taiere cu foarfeci cu muchii paralele si taiere cu foarfeci cu muchii inclinate sau circulare
Taiere cu foarfeci cu muchii paralele
Taiere cu foarfeci cu muchii inclinate
Taiere cu foarfeci cu muchii circulare
Materialul este atacat simultan pe toata
lungimea
F=Aoτo=Bgτo
Materialul este atacat progresiv iar forta de
forfecare ramane constanta
1
Bφ
F
3
2
1-scula taietoare superioara2-scula taietoare inferioara3-tabla de grosime ldquogrdquo si latime ldquoBrdquo
τo-tensiunea de forfecare
j
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREPRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTARE
Este o taiere a tablelor dupa un contur inchis Produsele obtinute pot fi
Simple prezentand un singur contur
Complexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioare
Dispozitivul de lucru numita stanta are ca elemente active poansonul si placa de stantare care cuntin muchiile taietoare Intre poanson si placa de stantare exista
un joc j=Dm-Dp a carui valoare depinde de natura si grosimea materialului stantat
1
2
3
1
2
3
F F
1-Poanson2-Placa de stantare3-Material (tabla)
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele astfel
F=Aoτo=lgτo in carel-lungimea conturuluig-grosimea materialului
τo-rezistenta la decupare si taiere a materialului
Deoarece conditiile de lucru la stantare sunt mai grele decat la forfecarea propriu-zisa forta reala de stantare Fr este cu aproximativ 30 mai mare decat cea rezultata
din calcul Fr=13F
Acest coeficient depinde de factori legati de piesa (forma conturului razele dintre laturile conturului unghiuri mai ascutite) si de conceptia dispozitivului de
stantare Cu cat complexitatea piesei este mai mare raze mai mici si unghiuri mai ascutite cu atat forta de stantare va fi mai mare
Dispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoare
Valoarea jocului se determina tinand seama de urmatoarele-valoarea jocului nu depinde de dimensiunile piesei de decupate (mai putin grosimea)-valoarea jocului se exprima procentual din grosimea materialului stantat (scade cu cresterea grosimii)-jocurile sunt mai mici pentru o stare mai moale mai plastica a materialului
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Marimea jocului in procente pentru diferite materiale avand grosimea de
05-35mm
MaterialValoarea jocului ldquoJrdquo in din ldquogrdquo
Otel 15-6
Alama 13-5
Aluminiu moale 12-5
Aluminiu tare 16-6
Duraluminiu moale 16-6
Duraluminiu tare 17-7
F
Desi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinate
Forta de forfrcare scade in schimb rezulta un semifabricat indoit care va necesita o
operatie suplimentara de indreptare
Poansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita
poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2)
1
2
Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de
fabricatie) in conditii constante de calitate
Matritele cu gat cilindric lucreaza in conditii mai grele necesitand o forta mai mare datorita fortelor suplimentare de frecare ce apar la impingerea piesei prin orificiul matriteiAceste matrite insa asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori
D3
D1
D2
D1lt D2lt D3
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
1-poanson2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poanson7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-material supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de decupare sau perforare
7
11
1
2
3 4 5 6
8
9
10
11
Decupare ndash cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) constituie piesaPerforare - cand ceea ce rezulta in urma stantarii (sub poanson) este deseu si pe placa taietoare ramane piesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta4-placa de prindere cep5-placa de presiune6-placa de prindere poansoane7-coloane de ghidare8-placa de baza9-placa de ghidare material10-materialul supus stantarii11-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare succesiva
1
2
3 4 5 6
7
8
9
10
11
11
a b
DeseuPiesa
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
1-poansoane (a-de perforare b-de decupare2-placa taietoare la decupare3-placa taietoare la perforare4-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta5-placa de prindere cep6-placa de presiune7-placa de prindere poansoane8-coloane de ghidare9-placa de baza10-placa de ghidare material11-materialul supus stantarii12-arc13-suruburi de prindere
Stanta de perforare si decupare simultana
1
23
4 5 6 7
8
9
10
13
11
a
b
DeseuPiesa 12
13
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
SUDAREASUDAREA
Este un procedeu de imbinare nedemontabila a doua piese Ea se realizeaza prin asigurarea continuitatii materialului in zona de contactFormarea legaturilormetalice intre cele doua piese se poate realiza-prin procese de difuzie in stare solida-prin solidificarea unei topituri metalice comune (obtinuta prin topirea locala a celor doua zone de imbinat)
Perfectionarea si diversificarea procedeelor de sudare largesc domeniul de aplicare inlocuind procedeul de ombinare prin nituire
Imbinarea prin sudare are productivitate ridicataReduce consumul de materialePermite realizarea constructiilor metalice rezistentePermite obtinerea unor structuri etansePermite aplicarea unor nervuri
AvantajeAvantaje
DezavantajeDezavantaje
Calitatea imbinariidepinde de calitatea executantului (se utilizeaza procedee de sudare automata si semiautomata)Procesele termice din timpul sudarii pot da nastere la tensiuni si deformatiiPoate rezulta o cantitate mare de deseuri daca materialul nu este bine croit
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
CLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARECLASIFICAREA PROCEDEELOR DE SUDARE
Clasificarea procedeelor de sudare se face prin diferite criterii cum ar fi-starea de agregare in zona de imbinare-natura metalelor in zona sudata-natura energiei termice utilizate
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Procedee de imbinare a Procedee de imbinare a metalelor prin sudaremetalelor prin sudare
Sudare omogena
Sudare prin topire
Sudare prin presiune
Cu energie electro-termica
Cu energie mecanica
Cu energie termo-chimica
Cu energie electro-termica
Cu energie combinata
Sudare cap la cap
Sudare prin puncte
Sudare in linie
Cu energie termo-chimica
Sudare cu gaze
Sudare cu termit
Sudare cu gaze
Sudare oxi-hidrica
Sudare cu arc electric
Sudare cu plasma
Sudare in baie de zgura
Sudare cu arc electric acoperit (flux)
Sudare cu arc electric descoperit
Sudare sub apa
Sudare cu arc de plasma
Sudare cu jet de plasama
Sudare cu fascicol de electroni
Sudare cu fascicol de lumina
Sudare prin frecare
Sudare cu ultrasunete
Sudare la rece
Sudare cu gaze
Sudare prin explozie
Sudare prin forjare
Sudare eterogena
(lipire)
Lipitura moale
Lipitura tare (Brazare)
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
Vatilde Vatilde MulţumesMulţumescc
![3. ARCURI [1, 2, 4, 6, 8, 10, 14]](https://static.documente.net/doc/80x56/58584db41a28ab6e328d9491/3-arcuri-1-2-4-6-8-10-14.jpg)
