Prelucrari Ale Metalelor Prin Deformare Plastica
Prelucrari Ale Metalelor Prin Deformare Plastica
Prelucrari Ale Metalelor Prin Deformare Plastica
Forjarea liberă
Constă în comprimarea succesivă a metalului cu ajutorul a două scule(nicovale) ,montate pe
ciocane sau prese din care una este fixă iar alta mobilă .
La forjarea liberă materialul iniţial este constituit din lingouri şi semifabricate
laminate .
Piesele forjate se caracterizează prin caracteristici mecanice superioare produselor
laminate ,
dar mai ales a pieselor obţinute prin turnare ,datorită structurii de forjare caree este
omogenă şi
densă .Calitatea pieselor forjate depinde de gradul de forjare numit şi caroiaj ,adică raportul
dintre secţiunea piesei perpendiculare pe direcţia deformaţiei principale ,măsurată înainte
şi după forjare .
Mărimea gradului de forjare depinde de semifabricatul folosit ,de calitatea
materialului şi de importanţa piesei forjate în timpul funcţiomării
Din această categorie fac parte : nicovale ,matriţe pentru finisare ,dălţile
,întinzătoarele şi dornurile.De asemenea se folosesc baroase şi ciocana executate din oţel
forjat cementat şi îmbunătăţit ,prevăzut cu cozi din lemn .
nicovalele se montează pe berbecul ciocanului şi pe şabotă,fixîndu-se prin coadă de
rîndunicăcu pană .Aceste scule au rolul de a deforma materialul ,avînd forme diferite in
funcţie de operaţia pe care o execută .
- nicovalele se execută din OL 50 sau OL 60 forjat şi tratat termic .
- matriţele pentru finisarea barelor se executădin oţeluri slab aliate ;
- dălţile de găurit sunt confecţionate din acelaşi material ca şi matriţele .
- întinzătoartele şi netezătoarele se folosesc pentru înrinderea şi netezirea suprafeţelor .
- topoarele de tăiat la cald utilizate la tăierea materialului au forme diferite în funcţie de
profilul
materialului de tăiat
- dornurile folosesc la perforarea materialului pentru a obţine alezaje de diferite formeşi
dimensiuni
- apoi la netezirea lor după perforare .
În timpul forjării se folosesc şi o serie de scule ajutătoare şi anume :
- cleşti de forjă folosiţi la prinderea şi mînuirea pieselor calde în timpul forjării;
- cletei de macara este astfel executat, încît la ridicarea cîrligului macara ,fălcile lui se închid ,
- strîngînd piesa pe care o pot ridics şi transporta ;
- furicile pentru răsucit se folosesc la manipularea pieselor în timpul lucrului şi au dimensiuni
determinate de piesele forjate ;
- manşoanele de prindere se folosesc la manipularea pieselor grele şi a lingourilor ,fiind
manevrate
- cu macaraua ;
- dispozitive de rotit piesele grele în jurul axelor longitudinale;
Dispozitive pentru măsurat şi controlat .
În timpul forjării se folosesc o serie de dispozitive de măsurat şi controlat ,de
construcţie
simplă ,pentru verificarea dimensiunilor şi formei piesei forjate . Astfel pentru verificarea
secţiunilor transversale ,longitudinale şi unghilor se folosesc :
- compas simplu ,compas dublu , compas triplu şi compas de interior ,care servesc la măsurarea
alezajelor sau a degajărilor din piesă ;
- riglămetalică gradată sau metru metalic pentru măsurarea lungimilor ;
- echer pentru verificarea unghilor ;
- şabloane pentru verificarea formelor complexe ;
- şublere pentru măsurarea pieselor cu o precizie mai ridicată .
Ciocanele sunt folosite la construcţia de serie mică sau mijlocie ,ele pot fii :
- vapopneumatice
- pneumatice
- mecanice
Ciocanele vapopneumatice
Sunt acţionate cu abur sau aer comprimat la presiunea de 0,7-0,9 MN/m2 .
Din figură rezultă principiul de funcţionare a unui ciocan vapopneumatic .Aburul sau aerul
comprimat
furnizat de o centrală este adus prin conducta 1 în distibuitorul 4 de unde prin intermediul
conductelor 12 ajunge în cilindrul 3 unde acţionează pistonul 5 care va antrena la rîndul său
tija 6 ce este legată de berbecul 7 şi nicovala superioară 8 . Nicovala inferioară 9 este
montată pe şabota 10 fixată în fundaţia 11. La ridicarea pistonului aerul sau aburul iese prin
conducta 14 iar dirijarea berbecului in poziţia sus jos se face cu ajutorul pîrghiei 13 ce este
ficsată împreună cu celelalte dispozitive pe batiul 15 Regimul de lucru al ciocanului
vapopneumatic constă din : lovituri cu energie variată ,cursa de ridicare a berbecului în
poziţia suspendată şi cursa de coborîre lentă a berbecului .Ciocanele vapopneumatice pot fii
:
cu una sau două coloane ;
cursa berbecului de la 200 pînă la 2500 mm;
greutatea părţilor mobile între 750şi100 000N
numărul de lovituri pe minut de la 50 la 300;
energia de impact între 1000 şi 250 000 J
Viteza berbecului este de 7-8 m/s iar durata impactului de 10-3 s. Pentru a mări puterea
ciocanului este necesar să fie accelerată viteza de impact , întrucît imensiunile ciocanului
sunt limitate .Acest lucru se realizează prin acţiunea aerului sau aburului comprimat asupra
pistonului ciocanului .La forjarea liberănumai o parte din energie produce deformarea
materialului ,cealaltă parte este trimisă nicovalei inferioare ( şabota). În timpul funcţionări
ciocanul produce vibraţii şi zgomote ,iar pentru ca acestea să fie mai mici este necesar ca
raportul dintre masa şabotei şi părţile mobile sa fie adoptate în limitele 15-20 .
Ciocanele pneumatice lucrează numai cu aer comprimat şi sunt acţionate de un motor
electric. De la motorul electric prin intermediul unor roţi dinţate se transmite mişcarea de
rotaţie arborului cu manivelă care prin bielă imprimă mişcare unui piston de comprimare a
aerului din cilindrul comprsor din care se trimite aerul comprimat in cilindrul de lucru unde
se deplasează un puiston ce ese cuplat cu un berbec de care este prinsă nicovala superioară
.În canalele de legătură dintre cei doi cilindri sunt montate ventilurile orinzotale şi cel
central După poziţia ventilelor faţă de canalele de legătură cu cilindrul de lucru şi cu
cilindrul compresor ,ciocanul pneumatic are cinci regimuri de funcţionare : în gol
,menţinerea berbecului în poziţie suspendată , lovituri automate ,lovituri individuale si
lovituri de presare .
În categoria ciocanelor mecaniceintră toate tipurile de ciocane acţionate prin
transmisie .
După modul de acţionare ,ciocanele mecanice pot fi: cu arc ,cu scîndură ,cu lanţ , cu curea
etc. Aceste ciocane au masa părţilor mobile pînă la 250 – 300 kg .
Suprafaţa materialului trebuie să fie perfect netedă ,laminată curat ,fără cute
,exfolieri şi alte deteriorări mecanice .De asemenea trebuie să fie lipsit de oxizi sau
incluziuni nemetalice .
În privinţa formei ,dimensiunilor şi toleranţelor acestora ,materialul trebuie să
satisfacănormele standardelor corespunzătoare pentru sortimentul respectiv .
Proprietăţiile chimice şi tehnologice structura şi caracteisticile mecanice sunt
indicate în standarde şi se determinăprin analize şi încrcări.
Scule şi dispozitive utilizate la operaţiile de presare la rece.
Pentru executarea operaţiilor de tăiere se utilizează ştanţele ,iar pentru executarea
operaţiilor de deformare plastică se utilizează matriţele ,ambele tipuri putînd fii executate
într.o gamă variată de construcţie.
Ştanţele şi matriţele se pot clasifica după mai multe criterii:
1. după felul operaţiilor tehnologice ,ştanţele pot fii : de retezarre,de decupare,de perforare
,de tundere ,iar matriţele pot fii: de îndoire ,de ambutisare,de bordurare ,de reliefare etc.
2. după desfăşurarea operaţiilor de lucruştanţele şi matriţele pot fii simple sau combinate ;
cele simple execută la fiecare cursă a poansonului ,una sau mai multe operaţii de acelaşi fel
iar cele combinate execută la fiecare cursăa poansonului ,operaţii diferite din punct de
vedere tehnologic.
3. după particularităţi constructive ,ştanţele şi mnatriţele pot fii: cu sau fară ghidare a
elementelor deplasabile ,cu sau fără dispozitiv de evacuare a pieselor sau deşeurilor,cu sau
fără limitare a materialului(în cazul ştanţelor),cu sau fărădispozitiv de apăsare (în cazul
matriţelor).
Elementele componente ale ştanţelor.
Elementele unei ştanţe formeazădouă ansambluri : un ansamblu mixt ,montat pe masa
maşini şi un ansamblu mobil, montat pe culisorul presei . Majoritatea elementelor
componente ale unei ştanţe sunt tipizate cu excepţia elementelor active ,care pot avea
diferite forme ,în funcţie de piesele sau semifabricatele ce rezultă în urmaştanţării .
Elementele de bază ale ştanţelor au rolul să fixeze ştanţa pe presă .
1 placa de bază ,fixează pe masa presei ansamblul inferior ,care preia în timpul lucrului
toate toate eforturile la care este supusă ştanţa
. 2 placa superioară are rolul de a mării suprafaţa de sprijin a poansonului pe
culisorul presei şi de a face legătura împreună cu placa portpuanson intre cepul de prindere
şi şi poanson .
3 placa de ghidare are rolul de a conduce poansonul în placa tăietoare .
4 cepul de prindere asigură legătura dintre culisorul presei şi partea
superioară a ştanţei
Coloanele şi bucşele de ghidare au rolul de a asigura o poziţionare precisăa poansonului faţă
de placa de tăiere . În majoritatea cazurilor coloanele se montează în plăcile de bază prin
presare .
Elementele active ale unei ştanţe sunt poansonul şi placa de tăiere aceste elemente
executăoperaţia de tăiere ,fiind supuse solicitărilor principale ce intervin în timpul lucrului .
Elementele ajutătoare sunt: placa de presiune ,desprinzătorul ,inelul de strîngere,
aruncătorul ,tija aruncătoare ,opritorul ,elementele elastice ,şuruburile şi ştifturile .
Placa de presiune se montează între poanson şi placa superioară sau între placa de tăiere
şi placa de bază ,cu scopul de a împiedica imprimarea elementelor active în plăcile
respective, datorită diferenţei de duritate dintre acestea .
Inelul de stîngere asigură fixarea plăci de tăiere în placa de bază .
Desprintătorul este utilizat în cazul tăierii după un contur închis ;el are rolul de a
desprinde materialul de pe poanson la cursa de ridicare a culisorului piesei .
Aruncătorul este utilizat în construcţia ştanţelor de retezat ,decupat sau perforat cu
scopul de a îndepărta piesa executată de unul din piesele active.
Tija aruncătoare echipează ştanţele cu aruncător montat pe partea superioară a acestora
.Tija aruncătoare acţionează aruncătorul prin intermediul tamponului din culisorul presei.
Opritorul are rolul de a limita avansul materialului corespunzător cu forma şi
dimensiunile piesei.Ele pot fii fixe sau mobile ,ele au forma unor ştifturi cilindreice sau
ştifturi cu cîrlig montat în placa de tăiere.
Elementele elastice utilizate în construcţia ştanţelor sunt arcurile elicoidale sau tip taler
,precum şi tampoane din cauciuc
Şuruburile şi ştifturile sunt elemente de ansamblare a ştanţelor.
1 . Operaţia de tăiere .Tăierea este o operaţie de prelucrare prin care un semifabricat este
separat în una sau mai multe părţi distincte după un contur închis sau deschis .
a.retezarea constă în separarea unor părţi dintr-un material după un contur
deschis .Retezarea se utilizează în general la tăierea foilor de tablă în benzi sau în bucăţi
dreptunghiulare necesare operaţiilor următoare .Operaţia de retezare se poate executa cu
foarfecele sau cu ştanţele .
b.decuparea constă în decuparea completă a unor părţi din material ,după un
contur închis ,partea rămasăconstituind deşeul .decuparea se execută pe prese cu ajutorul
ştanţelor de decupat .
c. perforareaconstă în separarea completă a unor părţi din material după un
contur închis ,partea desprinsă constituind deşeul .Operaţia de decupare şi cea de perforare
se pot executa simultan .
d. tunderea constă în separarea surplusului de material de la marginea piesei
ambutisate .Se execută cu ajutorul unor ştanţe speciale
.
2. Operaţii de deformare .Sunt foarte variate vom prezenta doar cîteva .
a.îndoirea urmăreşte transformarea semifabricatelor plane în piese curbe sau
îndreptare curburi pieselor .Operaţia de îndoire se executăcu ajutorul matriţelor de îndoire .
b. profilarea constă în transformarea semifabricatelor plane în piese curbe prin
îndoirea acestora pe muchii sau generatoare paralele între ele şi paralele cu muchia lor
longitudinală .
c. îndreptare constă în aducerea unei piese curbe la forma rectilinie sau plană .
d. bordurarea constă în prelucrarea prin deformare a margini exterioare a unei
piese pentru a se obţine o margine de racordare sau întărirea marginilor .
e. fasonarea cuprinde operaţiile prin care se modifică forma piesei sau a
semifabricatului ,grosimea materialului rămînînd constantă
f. ambutisarea este o operaţie de deformare plastică care se execută în matriţe cu
acţiune simplă şi cu acţiune dublă directă sau inversă.În funcţie de natura materialului ,de
forma şi dimensiunile pieselor ,ambutisare poate fii executată dintr-o singură sau mai multe
operaţii .Pentru reducera frecării de contact dintre suprafeţele piesei ,ale matriţei şi ale
inelului de strîngere ,se folosesc lubrifianţi.Pentru deformarea tablelor subţiri din aliaje de
aluminiu sau din magneziu şi a tablelor din oţel inoxidabil ,se aplică ambutisarea cu cauciuc
sau ambutisare hidraulică .-
Operaţii principale de fasonare :
a. reliefare constă în scoatere în relief a unor înscripţii sau desene ,fără modificarea
grosimii materialuli
b. gîtuirea urmăreşte micşorarea secţiuni transversale a barelor ,ţevilor sau a
pieselor realizate prin ambutisare .
c. umflarea este prelucrarea de deformare executată cu scopul de a mării
dimensiunile transversale spre fundul unei piese cave .
d. evazarea constă în marirea progresivă a diametrului interior al une ţevi sau al
unei piese cave . e. formarea cuprinde operaţiile care urmăresc modificarea
semifabricatului prin deformare de volum (se aplică numai pieselor din materiale cu
plasticitate mare .
f. ansamblarea cuprinde operaţiile prin care se realizeazăîmbinarea diferitelor
piese folosind presele . – dintre operaţiile de ansamblare amintim fălţuirea care este o
operaţie de deformare prin care se realizează ansamblare marginilor a douătable sau a două
piese prin îndoirea acestora .
Controlul pieselor preasate la rece
Piesele obţinute prin prelucrare la rece pot avea un înalt grad de precizie ,dacă ştanţele şi
matriţele au fost executate corect .Piesele prelucrate la rece se controlează cu mijloace
universale de control şi cu şabloane .
O atenţie deosebită trebuie acordatăverificări materialului presat ,nu trbuie să aibă
ondulaţii sau fisuri .Cauzele pot fii : material necorespunzător ,matriţă executată incorect
sau reglajul maşini executat defectuos .
Măsuri de tehnica securităţii muncii
La operaţiile de presare au loc cele mai fregvente accidente ,care constau în general în
prinderea mîinilor muncitorului între poanson şi inelui matriţei şi ,mai rar , între părţile
rotative ale maşinii.
Aceste accidente se datoresc următoarelor cauze:
-- pornirea neaşteptată a maşini datorită acţionări din greşeală a manetei sau a
pedalei de pornire ;
-- itroducerea sau scoaterea piesei în timp ce presa lucrează;
-- pornirea presei de către conducătorul maşinii ,fără a se asigura ca ajutorul a scos
mîinile de sub culisor (în cazul în care presa este deservităde doi sau mai mulţi muncitori )
Pentru prevenirea pornirii neaşteptate ,pedala trebuie prevăzută cu apărătoare
superioare sau laterale .Introducerea sau scoaterea piesei la presele care lucrează continuu
se va face numai cu penseta de prindere ,iar culisorul trebuie să fie prevăut cu ecrane de
protecţie .
Pentru a se evita eventualele accidente presele sunt prevăzute cu dublăacţiune ,astfel
încît muncitorul să fie ocupat cu ambele mîini atunci cînd porneşte maşina .