Tehnologia Prelucrarii La Rece

Lucrarea de laborator nr.1 1. Cunoasterea operatiilor, a ştantelor şi matriţelor 1.1. Scopul lucrãrii. Lucrarea are drept scop sã prezinte studentilor tipurile de matrite ce se folosesc în procesul de presare la rece si operatiile ce se pot executa cu ajutorul acestor matrite. 1.2. Materiale, tipuri de matrite, operatii. 1.2.1. Materiale utilizate în procesul presãrii la rece. Semifabricatele destinate presãrii la rece se gãsesc în majoritatea cazurilor sub formã de table si benzi si mai rar sub formã de profile, toate fiind materiale metalice sub formã de aliaje feroase sau neferoase. Se mai utilizeazã si materiale nemetalice ca: hârtia, cartonul, prespanul si în ultimul timp masele plastice. Natura materialului se precizeazã în functie de conditiile tehnice impuse produsului ce urmeazã a fi realizat cum ar fi: rezistenta mecanicã, proprietãti termice, electrice, magnetice, anticorozive, greutate, etc, precum si functie de conditiile tehnologice legate de procesul de fabricatie. Cele mai des utilizate dintre aceste semifabricate sunt: tabla neagrã, tablã pentru constructii metalice, tablã decapatã, benzi din otel, benzi si discuri de Cu, tablã din alamã, etc. Toate aceste materiale sunt standardizate si se indicã: starea de livrare, gama de grosimi si recomandãri de utilizare 1.2.2. Operatiile ce se executã prin presare la rece. Operatiile de presare la rece se executã la o temperaturã inferioarã temperaturii de recristalizare a metalului sau aliajului respectiv, prin tãiere si deformare plasticã. Ele se împart în 2 mari grupe: a) operatii de stantare ce se practicã laminatelor subtiri prin tãiere si deformare plasticã; b) operatii de matritare aplicate pieselor masive prin deformare plasticã. Principalele operatii ce se executã prin presare la rece si prezentate în fig. 1.1. sunt: fig. 1.1.a- tãierea (retezarea); b- decuparea; c- perforarea; d- crestarea; e- calibrarea prin tãiere (retezarea); f- tunderea (tãierea marginilor); g- curbarea; h- roluirea; iîndoirea; j- ambutisarea; k- rãsfrângerea; l- reliefare; m- fãltuirea (cu sau fãrã bandã de adaos); n- agrafarea (asamblarea a douã piese, prin îndoirea uneia din piese, sau prin crestarea simultanã a pieselor). 1.2.3. Matrite ce se utilizeazã în procesul presãrii la rece Sunt dispozitive cu ajutorul cãrora, prin intermediul elementelor active pe care le posedã, se poate da forma doritã unei piese.

Materialele din care se confectioneazã elementele active ale unei stante sau matrite, sunt oteluri de scule ca: OSC 8; OSC 10; OSC 12; C 15; C 120; W 23 etc. Stantele si matritele se clasificã dupã mai multe criterii: a) dupã criteriul tehnologic care la rândul lor dupã diferitele operatii ce le executã, conform celor prezentate si dupã modelul de combinare a operatiilor, sunt simple si combinate (succesive, simultan succesive); b) dupã criteriul constructiv, care la rândul lor pot fi cu elemente de ghidare si fãrã elemente de ghidare (cepuri, plãci, coloane, cilindrii, ghidaje combinate); c) dupã criteriul de exploatare, care la rândul lor pot fi dupã felul avansului (cu avans manual sau cu avans automat), dupã modul de scoatere a pieselor (cu cãdere prin orificiul plãcilor active, readucerea piesei în bandã si eliminarea pe mãsurã ce banda avanseazã, readucerea piesei la suprafata plãcii active si eliminarea manualã sau automatã). În fig. 1.2. sunt prezentate simplificat câteva tipuri de stante si matrite astfel: fig. 1.2.a- stanta de retezat; b- stanta de decupat; c- stanta de perforat; d- matrita pentru îndoit; e- matrita de ambutisat; f- matrita de reliefat. 1.3. Modul de lucru. 1. Se va face identificarea sculelor primite de student în cadrul prezentei lucrãri de laborator precizându-se: a- dacã scula este simplã sau combinatã; b- pentru sculele combinate se va preciza dacã sunt cu actiune simultanã sau succesivã; c- se va face schita simplificatã a formei constructive a uneia din scule (precizatã de conducãtorul lucrãrii), indicându-se pe schitã denumirea elementelor constructive ale sculei respective. 2. Se va schita semifabricatul folosit de sculã pentru obtinerea unei piese (decupate, perforate, ambutisate) si se va preciza: a- lãtimea semifabricatului de la care porneste prelucrarea sau diametrul semifabricatului de la care se porneste în cazul ambutisãrii; b- valoarea pasului de avans în timpul prelucrãrii, precizându-se semnificatia lui si ce element constructiv asigurã acest avans de pas; c-se va specifica tipul elementului de ghidare pe care îl posedã scula. 1.4. Prezentarea rezultatelor Rezultatele lucrãrii se vor trece într-un tabel de forma tabelului 1.1. Tabelul 1.11 Decupare

Perforare

Ambutisare

l semif.

Dpl. matr.

d l poans. semif.

Dpl. matr.

d poans.

Dpl. matr.

d poans.

D semif.

(mm)

(mm)

(mm)

(mm)

(mm)

(mm)

(mm)

(mm)

(mm)

H piesã (mm)

(a)

Piesã

(e)

(b)

Deseu

(f)

(i)

Piesã Deseu

(c)

(d)

(h)

(g)

(l)

(j)

(k)

Fig. 1.1

(m)

(n)

1

1

1

2 2 1,2- pãrti active (a)

2

1-poanson; 2-placã matritã 1-poanson; 2-placã matritã (b) (c ) 1 1

2

2 1

1-poanson; 2-placã matritã (d)

1-poanson; 2-placã matritã (e) 1-pãrti active

(f)

2. Clasificarea operatiilor de presare la rece Operatiile de presare la rece se împart în urmãtoarele grupe: 2.1.

operatii de tãiere

2.2.

operatii de îndoire si rãsucire

2.3.

ambutisare

2.4.

operatii de fasonare

2.5.

operatii de formare prin presare volumicã

2.6.

operatii de asamblare prin presare.

Denumirea operatiilor din cadrul acestor grupe si schitele acestora sunt prezentate în tabelele 2.1÷2.6. Poz.

Denumirea operatiei

Definitie

Schita

0

1

2

3

2.1. Operatii de tãiere 1

2

3

4

5

Tãiere la foarfece

Tãierea dupã un contur deschis cu ajutorul a douã tãisuri asociate, pentru debitarea materialului

Retezare

Tãierea dupã un contur deschis în directia transversalã a lungimii

Decupare

Tãierea dupã un contur închis pentru separarea completã a piesei

Perforare

Tãierea dupã un contur închis pentru separarea completã a unei pãrti din material numit deseu

Crestare

Tãierea dupã un contur deschis pentru separarea incompletã a unei pãrti de material

Poz.

Denumirea operatiei

Definitie

Schita

0

1

2

3

Slituire

Tãierea dupã un contur deschis la marginea semifabricatului

Tunderea marginilor

Tãierea plusului de material pentru realizarea înãltimii pieselor ambutisate

Calibrarea prin tãiere

Tãierea plusului de material de la conturul pieselor

6

7

8

2.2. Operatii de încovoiere si rãsucire 0

1

2

Îndoire

Modificarea formei unui semifabricat prin încovoierea planã în jurul unei axe cu o razã de curburã datã

Curbare

Îndoirea tablelor si benzilor pentru a le da o formã cilindricã sau conicã

1

2

3 Roluire 4 Rãsucire în elice

Îndoirea circularã a marginilor unui semifabricat Torsionarea unui semifabricat în elice, astfel încât sectiunile perpendiculare pe axã sã se roteascã în jurul axei, unele fatã de altele

3

Poz.

Denumirea operatiei

Definitie

Schita

0

1

2

3

2.3. Operatii de ambutisare 1 Ambutisare

Modificarea formei unui semifabricat plan într-o piesã cavã sau mãrirea adâncimii unui semifabricat cav

Tragere pe calapod

Operatia de deformare a unui semifabricat plan prin întinderea sa cu aplicarea fortatã concomitentã a unui calapod

2

2.4. Operatii de fasonare 0

1

2

3

4

1

2

Reliefare

Deformarea pentru executarea unui relief de micã adâncime în vederea obtinerii unei inscriptii, unui desen sau pentru mãrirea rigiditãtii

Gâtuire

Deformarea localã a unei piese cave în vederea reducerii dimensiunilor transversale

Umflare

Deformare pentru mãrirea dimensiunilor transversale spre fundul unei piese cave, dimensiunile la gaurã rãmânând neschimbate

Evazare

Deformare pentru mãrirea progresivã spre extremitate a diametrului unei tevi

3

Poz

Denumirea operatiei

Definitie

Schita

0

1

2

3

Rãsfrângere

Deformarea pentru reliefarea unui semifabricat în vederea formãrii unui guler, a unei flanse sau pentru mãrirea rigiditãtii

Planare

Deformarea pieselor din tablã în vederea obtinerii unei planeitãti îmbunãtãtite

5

6

7

Deformarea pentru Filetare prin reliefarea unui filet din fasonare tablã cu pãstrarea constantã a grosimii tablei 2.5. Operatii de presare volumicã

0

1

2

Refulare

Formare prin presare în scopul mãririi sectiuni transversale sau pentru umplerea cavitãtii unei matrite cu o parte materialului

Formare volumicã

Formare prin presare, pentru umplerea locasului unei matrite, prin deformarea întregului volum de material

3

Extrudare

Executarea pieselor cave cu pereti subtiri sau a semifabricatelor cu sectiune mai micã din semifabricate cu sectiune mai mare prin curgerea plasticã a metalului între poanson si matritã

Po z.

Denumirea operatiei

Definitie

Schita

0

1

2

3

1

2

3

2.6. Operatii de asamblare prin presare 1 Fãltuire

Asamblarea a douã table prin îndoiri paralele cu muchia, cu sau fãrã bandã de adaos

Agrafarea

Asamblarea a douã piese prin îndoirea uneia dintre piese sau prin crestarea simultanã a pieselor

Capsarea

Asamblarea a douã sau mai multe piese prin deformarea unor capse, sau a gulerului uneia din ele, care strãbat gãurile executate în celãlalte piese

Bercuire

Asamblarea a douã piese prin deformarea convenabilã a marginii uneia din piese peste marginea celeilalte

Nituire

Asamblarea a douã sau mai multe piese prin cãpãtuirea unor nituri care le strãbat

Mandrinare

Asamblarea etansã a capetelor de piese cave în plãci metalice, prin deformarea pretilor lor

Stemuire

Asamblare prin îndesarea materialului pieselor la locul de îmbinare al lor pentru etansarea sau rigiditizarea îmbinãrii

2

3

4

5

6

7

Dupã modul de combinare operatiile de presare la rece se clasificã astfel: • Operatii simple- când pe o stantã sau pe o matritã se executã numai o singurã operatie; • Operatii combinate- când pe o stantã sau o matritã se executã mai multe faze; Operatiile combinate pot fi: • Combinate succesiv- când pentru obtinerea unei piese finite, semifabricatul se deplaseazã câte un pas la fiecare cursã a culisorului presei în fata elementelor active corespunzãtoare fiecãrei faze; • Combinate simultan- când piesa finitã se obtine prin executia mai multor faze la o singurã pozitionare a semifabricatului si o singurã cursã a culisorului presei; • Combinate simultan succesiv- când piesa finitã se obtine prin combinarea pe o stantã sau matritã a operatiilor atât simultan cât si succesiv.

3. Clasificarea stantelor si matritelor si reprezentarea simplificatã a unor stante 3.1. Clasificarea stantelor si matritelor Stantele si matritele se clasificã dupã: 1. Caracterul operatiilor: • stante de tãiere (decupat, perforat, etc.); • matrite de îndoit (îndoire, roluire, curbare, etc.); • matrite de ambutisat • matrite de fasonat (reliefat, bordurat, etc.) • matrite pentru formare prin presare volumicã (refulat, extrudat, etc.) 2. Combinarea operatiilor: • stante sau matrite simple • stante sau matrite combinate ∗ simultan ∗ succesiv ∗ simultan-succesiv 3. Modul de ghidare a pãrtii superioare (mobile) a sculei fatã de cea interioarã (fixã): • stante sau matrite fãrã ghidare • stante sau matrite cu ghidare prin diferite elemente cum sunt: ∗ capuri ∗ coloane ∗ plãci de ghidare ∗ etc.

3.2. Reprezentarea simplificatã a unora dintre cele mai uzuale stante si matrite Stante si matrite simple Denumirea stantei sau matritei Reprezentarea simplificatã Stantã de retezat

Stantã de decupat

Stantã de perforat

Stantã de crestat

Stantã de tundere a marginilor

Stantã pentru calibrare si tãiere

Matritã de îndoit

Matritã de roluit

Matritã de ambutisat

Matritã de reliefat

Matritã de rãsfrânt marginile

Matritã de umflat

Matritã de gâtuit

Stante sau matrite cu actiune succesivã Denumirea stantei sau matritei Reprezentarea simplificatã

Stantã de perforat si decupat

Stantã de perforat si retezat

Matritã de perforat, retezat si îndoit

Matritã pentru ambutisare si decupare

Matritã pentru perforat, rãsfrânt si decupat

Stante sau matrite cu actiune simultanã Denumirea stantei sau matritei Reprezentarea simplificatã Stantã de perforat si decupat

Matritã pentru retezat si îndoit

Matritã pentru perforat si rãsfrânt

Matritã pentru decupat si ambutisat

Matritã pentru ambutisat si perforat

Matrite de formare volumicã Denumirea matritei Reprezentarea simplificatã

Matritã de turtire

Matritã de refulare

Matritã de extrudare

Matritã pentru formare volumicã

Lucrarea de laborator nr. 2 Cunoasterea utilajului si reglarea sistemului tehnologic 2.1. Scopul lucrãrii Lucrarea are drept scop sã familiarizeze studentii cu utilajul folosit în laborator pentru efectuarea lucrãrilor de presare la rece, cu pãrtile componente, modul de manevrare si sistemul de reglare în vederea lucrului. 2.2. Utilaje, pãrti componente, reglare 2.2.1. Foarfeca combinatã tip F.P. 14 Este realizatã de Întreprinderea Mecanicã Botosani, vederea generalã fiind prezentatã în fig. 2.1. Este o masinã cu sase posturi de lucru actionate cu mecanisme cu excentric, mecanisme ce antreneazã saniile port-scule cu ajutorul unor pene rotitoare, aduse în pozitia cuplat de arcuri spirale. Batiul este din constructie sudatã si poate fi montat pe un podest sau direct pe fundatie. Pãrti componente: 1. podest; 2. batiu; 3. foarfecã de tablã; 4. foarfecã de decupaj marginal; 5. foarfecã bare laminate; 6. foarfecã de profile; 7. apãrãtoare volant si motor de antrenare; 8. poansonezã; 9. grinotezã. Masina poate lucra în regim de lucru loviturã cu loviturã si regim de lucru continuu. Se utilizeazã pentru materiale cu σr=45 daN/cm2. Caracteristicile tehnice mai importante ale foarfecii combinate F.p.-14 sunt: foarfeca de tablã poate debita tablã sau bandã de grosime maximã 14 mm; foarfeca pentru bare laminate poate debita profil rotund cu φ 45 mm si profil pãtrat cu latura de 40 mm; foarfeca de decupaj marginal asigurã dintr-o singurã tãiere un decupaj dreptunghiular de 90x50x10 mm; foarfeca de profile asigurã o tãiere L si T la 90º de 120x120x12 mm si la 45º de 80x80x10 mm; poansoneza asigurã perforarea la un material cu grosimea maximã de 16 mm si un diametru de φ 30 mm si este actionatã de un motor asincron trifazat cu o putere de 5,5 kW si o turatie de 1440 rot/min; grinoteza poate decupa dupã contur grosimi de 4 mm si este actionatã de un motor asincron trifazat

cu o putere de 1,1 kW si o turatie de 1410 rot/min. Lungimea masinii este de 1825 mm fãrã grinotezã si 3495 mm cu grinotezã, înãltimea 2005 mm iar lãtimea 825mm. În figurile urmãtoare sunt prezentate sculele mai semnificative ce se instaleazã pe o foarfecã combinatã astfel: • În fig. 2.2.a sculele pentru foarfeca de tãiat tablã asamblate iar fig 2.2.b un cutit în sectiune. Cele douã cutite sunt egale si interschimbabile având fiecare 4 muhcii active astfel că, dupã uzura unei muchii, cutitul se poate întoarce astfel ca altã muchie sã intre în lucru. • În fig. 2.3.- scule bare laminate care se compun din douã plãci tãietoare montate una pe batiu iar cealãlaltã pe sania foarfecã de tablã. Pentru a se evita deformarea capetelor barelor laminate la debitat, orificiile de intrare sã fie mai mari cu maximum 3÷5 mm decât dimensiunea profilului. • În fig. 2.4.- sunt prezentate douã plãci, una fixã ce se monteazã pe batiu si alta mobilã ce se monteazã pe sanie. Jocurile dintre cele douã plãci se reglezã prin introducere de adaosuri sub p73 bridele de fixare. Pe aceste plãci se monteazã cutitele de lucru fig. 2.5. • În fig. 2.6.- sunt prezentate sculele pentru grintonat. Ele se folosesc pentru tãiere circularã, dupã trasaj sau operatii speciale cu scule adaptate. Reglajul general al foarfecii combinate si reglajul posturilor de lucru se face astfel: reglajul frânei se face când apar bãtãi usoare ale penei rotitoare prin demontarea apãrãtoarei si strângerea suruburilor de întindere a benzii frânei, reglajul saniei pentru foarfeca de tablã se face prin slãbirea contrapiulitelor suruburilor de fixare frontal si lateral; se strâng acestea pânã la blocarea lor; se revine la 1/16 dintr-o rotatie si se strâng apoi contrapiulitele; pentru sania foarfecã profile, reglajul frontal se face la fel ca la foarfeca de tablã prin surubul frontal iar reglajul lateral se face cu surubul de reglare al penei dupã ce a fost slãbit surubul de fixare al ei si contrapiulita surubului de reglare. La blocarea surubului de reglare se revine cu 1/16 dintr-o rotatie, se strânge apoi contrapiulita si surubul de fixare. Pentru poansonezã, reglajul lateral al saniei berbec se face ca la sania foarfecã de tablã. Reglajul frontal se face prin slãbirea suruburilor de blocare a penelor reglabile, se slãbesc contrapiulitele stifturilor de reglare, se strâng stifturile de reglare pânã la blocare, se revine cu ½ dintr-o rotatie, dupã care se strâng contrapiulitele si suruburile de blocare. Pentru grinotezã dupã un grad de uzurã accentuat, când tija berbecului capãtã un joc prea mare, atunci se slãbesc suruburile de blocare a bucsei conice, se roteste aceasta pânã se obtine un joc corect, dupã care se strâng suruburile de blocare. Pentru scule la foarfeca de tablã jocul functie de grosimea materialului se ia de 0,4÷1,3 mm pentru grosimi între 4 si 14 mm, joc ce se realizeazã cu adaosuri, domeniu valabil si pentru foarfeca de decupat marginal. La foarfeca de bare laminate, jocul trebuie sã fie între 0,3÷0,5 mm, iar pentru grinotezã, jocul trebuie sã fie de 7÷10% din grosimea tabei care se taie.

2.2.2. Presa cu excentric tip PAI-16 Existã în laborator si este construitã de Întreprinderea Mecanicã Orãstie. Sunt destinate pentru a executa în limite admisibile lucrãri variate de stantare, îndoire, ambutisare, precum si strângeri prin presare, nituire, etc. Sunt prese cu cuplaj cu panã rotitoare si lucreazã fie în regim de lucru loviturã cu loviturã, fie în regim de lucru cu lovituri repetate. Lucreazã la tensiunea normalã de serviciu de 380V si o frecventã de 150 Hz. Câteva din caracteristicile tehnice mai importante: forta maximã de presare 16 tf; numãrul curselor duble pe minut-140; domeniul de reglare al cursei 8-76 mm; dimensiunile mesei 450x310 mm; diametrul gãurii de trecere din masã-150 mm; locasul din berbec pentru prinderea sculei (φ x adâncimea) 40x65 mm; reglarea lungimii bielei 60 mm; deschiderea de trecere prin batiu spre spate -250 mm; puterea motorului 1,5 kW; înclinarea maximã a mesei 30º; lungimea presei 1000 mm; lãtimea neînclinatã 1250 mm; lãtimea înclinatã 1515 mm; înãltimea 1940 mm; masa presei cca. 1350 kg. În fig. 2.7. este prezentatã vederea generalã a presei PAI-16 p73, în care: 1. tabloul electric 2. suport de tensiune al batiului cu posibilitãti de înclinare la 10,20 si 30º 3. montatul în formã de C al presei 4. masa presei fixatã pe batiu 5. pompa centralizatã de ungere 6. berbecul 7. apãrãtoare volant 8. motor electric de actionare a volantului 9. frânã cu saboti pentru oprirea corectã a berbecului în pozitie superioarã 10.cric pentru realizarea înclinãrii batiului 11.volantul presei. Desi mecanismele presei sunt reglate corect de cãtre uzinele constructoare, în timpul exploatãrii pot sã aparã dereglãri sau situatii în care este necesarã o nouã reglare. Pentru inginerii mecanici, este important sã cunoascã deplasarea si reglarea berbecului si mecanismului de declansare si actionare. În fig. 2.8.este prezentatã schema privind deplasarea si reglarea berbecului astfel: pentru reglarea berbecului 5 se slãbeste surubul de fixare 8 si prin intermediul cricului 9 al tijei 10 se roteste tija bielei 19 într-un sens sau altul, berbecul 5 urcând sau coborând. Dupã reglare se strânge surubul de fixare 8. Pozitia limitã a reglajului este atinsã când tija filetatã 19 este blocatã pe boltul 7. Dacã berbecul 5 prezintã bãtaie înseamnã cã existã joc între elementele lagãrului sferic si capul sferic 15 al tijei bielei. Bãtaia se înlãturã prin strângerea capacului 13 dupã ce a fost slãbit surubul 11 si piulita 12. Dacã nu se poate înlãtura bâtaia, se demonteazã capacul 13 si se scot unul sau mai multe inele de adaos 14, inele ce au grosimi diferite si deci jocul se poate înlãtura usor. Lagãrul sferic nu trebuie sã se blocheze si de aceea se unge periodic prin ungãtorul 20. Pentru reglarea ghidajelor berbecului 1 si 6 se desfac

suruburile de fixare 2 ale ghidajului reglabil 1 si cu ajutorul surubului 4 al penei 3 se înlãturã jocul dupã care se strâng suruburile 2. Matrita 18 se fixeazã în berbecul 5, prin cepul 17 si surubul de fixare 16. În fig. 2.9. este prezentatã schema de reglare a mecanismului de declansare si actionare. Mecanismul de declansare si actionare 4 functioneazã sub actiunea electromagnetului 1 care actioneazã axul cu cioc 10, fcându-l sã elibereze sau sã cupleze pana rotitoare 11, care se roteste în locasul sau si produce solidarizarea. La încetarea actiunii electromagnetului se revine la pozitia initialã. Declansarea se realizeazã în douã regimuri de lucru. Pentru a lucra în regimul de lucru loviturã cu loviturã, se prinde pârghia 7 de pârghia 6 cu ajutorul boltului 8, iar pentru regimul de lucru cu lovituri repetate, se prinde pârghia 9 de pârghia 6 tot cu ajutorul boltului 8. Cursa electromagnetului 1 se realizeazã cu ajutorul suruburilor cu ochi 2 si 5, al întinzãtorului 3 si piulitei 4. Reglarea se face prin stabilirea pozitiei de repaus a miezului electromagnetului pentru ca în pozitia cuplatã miezul sã fie întodeauna la capãtul de cursã. O schemã simplificatã simplificatã a functionãrii mecanismului excentricului este prezentatã în figura 2.10. Manivela 5 actioneazã asupra bielei 7 prin intermediul bucsei excentrice 1, care este solidarizatã cu arborele presei prin intermediul mansonului cu ghidare 4 si al penei. Piulita 3 strânge mansonul 4 pe bucsa excentricã 1, care fiind prevãzutã cu ghiare, cupleazã cu ghiarele mansonului 4. Astfel miscarea de rotatie se transmite prin intermediul penei la mansonul 4 si apoi prin intermediul ghiarelor la bucsa excentricã 1. Prin solidarizarea bucsei excentrice cu arborele piesei se formeazã un excentric reglabil, mãrimea rezultantã a excentritãtii putând fi modificatã dupã pozitia de cuplare a bucsei excentrice 1 cu manivela 5. Dacã excentritãtiile manivelei si bucsei sunt de acelas sens, rezultã excentricitatea maximã. Rmax=r1+r2 deci cursa maximã este Mmax=2(r1+r2) conform figurii 2.10. Dacã excentritãtile manivelei si bucsei sunt în sensuri diferite (diametral opuse), rezultã excentritatea minimã. Rmin=r1-r2 deci cursa minimã este Hmin=2(r1-r2). Reglarea piesei cu excentric poate comporta efectuarea urmãtoarelor operatii: a) se stabileste si se regleazã valoarea cursei de lucru, cursa ce rezultã din datele procesului de stantare si constructia sculei b) se coboarã berbecul prin rotirea volantului la punctul mort inferior c) se scurteazã lungimea bielei pânã ce scula se poate introduce usor pe masa presei, scula fiind în pozitie închisã d) se coboarã berbecul din surubul bielei pânã intrã cepul în lãcasul sãu si berbecul se aseazã fortat pe placa cap, se strânge cepul si se scurteazã putin biela pentru a slãbi scula, iar placa de bazã se fixeazã prin bride de masa presei e) se reglezã din surubul bielei pozitia de închidere a sculei

f) se verificã functionarea în gol a sculei si apoi se executã câteva piese de probã. La pozitia punctului mort inferior, elementele active nu au voie sã iasã din placa de ghidare-desprindere si deasemenea bucsile de ghidare nu trebuie sã iasã de pe coloanele de ghidare. În cadrul laboratorului existã si presa PE-6, a cãrei fortã maximã este de 6 tf, reglarea si functionarea fiind la fel ca la presa PAI-16. Verificãrile ce se efectueazã pentru determinarea preciziei preselor cu excentric pânã la 16 tf, sunt urmãtoarele: a) planeitatea suprafetei mesei, prin asezarea unui lineal pe suprafata mesei în diferite directii, iar cu ajutorul spionilor se determinã distanta dintre lineal si masã. Abaterea maximã admisã numai sub formã de concavitãti este de 0,06 mm/1000 mm; b) planeitatea suprafetei inferioare a berbecului, se face la fel ca la planeitatea suprafetei mesei, abaterea maximã sub formã de concavitãti fiind tot de 0,06mm/1000 mm; c) verificarea jocurilor dintre ghidajele berbecului si ale batiului se face prin coborârea în pozitia cea mai de jos a berbecului si cu ajutorul spionilor se determinã jocul din ghidaje simultan în dreapta si stânga, mãsurãrile fcându-se în lungul ghidajelor. Se eliminã prin apãsare jocul din ghidaje pe o parte si se determinã cu spionii jocul total pe cealãlaltã parte. Pentru o distantã între ghidaje de 361÷500 mm, abaterea admisibilã este de minim 0,06 mm si maxim 0,12 mm. d) paralelismul dintre suprafata mesei si suprafata inferioarã a berbecului se determinã conform fig. 2.11.a. Pe masa presei se aseazã o placã de control, iar pe aceasta comparatorul cu suportul sãu. Mãsurãrile se fac în douã plane si anume: • în planul de simetrie al presei • într-un plan perpendicular pe primul e) perpendicularitatea cursei berbecului fatã de suprafata mesei se determinã ca în fig. 2.11.b. Pe masa presei se aseazã placa de control, iar pe aceasta un echer de control. În alezajul pentru fixarea cepului în berbec se fixeazã un suport cu un comparator, care palpeazã pe suprafata echerului. Mãsurãrile se fac în douã plane si anume: • în planul de simetrie al presei • într-un plan perpendicular pe acesta f) paralelismul axei alezajului din berbec si cursa berbecului se determinã ca în fig. 2.11.c. În alezajul pentru fixarea cepului sculei în berbec se fixeazã un dorn de control. Pe masa presei se aseazã un suport comparator, care palpeazã dornul de control pe o generatoare. Mãsurãrile se fac în douã plane si anume: • în planul de simetrie al presei • într-un plan perpendicular pe acesta g) bãtaia radialã si axialã a volantului se determinã ca în figura 2.11.d. Mãsurãrile se fac prin palparea suprafetelor volantului în timp ce acesta se roteste.

Lucrarea se continuã în statia de pulberi a Facultãtii de Mecanicã, unde studentii vor cunoaste presele hidraulice de 100 tf. Presa hidraulicã PH-100, are forta nominalã de 100 tf si este destinatã operatiilor de ambutisare adânci, îndoiri simple si complexe, îndreptãri montaje prin presare, putând fi folositã si la operatiile de matritare. Principalele elemente componente le reprezintã batiul, masa presei, montatul, cilindrul principal de lucru si pistonul de lucru. Pistonul coboarã sau urcã dupã cum uleiul sub presiune trece din rezervor, antrenat de pompã, într-o parte sau alta a pistonului, dirijarea uleiului fiind fãcutã de distribuitorul de presiune si distribuitoarele de comandã. La presele hidraulice, reglarea cursei active a berbecului nu constituie o problemã. Aceasta se regleazã rapid prin sertãrasele de distributie, iar forta disponibilã a presei rãmâne constantã si egalã cu forta nominalã, indiferent de lungimea cursei berbecului. 2.3. Modul de lucru Studentii vor identifica pãrtile componente ale foarfecii combinate, presei cu excentric si presei hidraulice si vor face schematic schitele acestora. Sub directa supraveghere a conducãtorului lucrãrii, vor contribuii împreunã cu tehnicianul la reglarea jocurilor de la foarfeca de tãiat tablã, foarfeca de profile si bare laminate, grinoteza si poansoneza si vor verifica jocurile existente dintre scule functie de grosimea semifabricatelor ce urmeazã sã se debiteze. Un grup de 2-3 studenti vor trebuii sã regleze cursa berbecului de la presa cu excentric si presa hidraulicã pentru diferite tipuri de matrite si vor fixa matritele în alezajul berbecului, urmând sã efectueze câteva curse de mers în gol dupã ce au fost fãcute verificãrile de rigoare de conducãtorul lucrãrii sau tehnician.

2.4. Prelucrarea rezultatelor Dupã realizarea etapelor prevãzute la puncul 2.3. fiecare student va completa un tabel de forma tabelului 2.1. Foarfecã combinatã

Presã cu excentric

Material

Iopt.

Iexis.

Material

g(mm)

(mm)

(mm)

g(mm)

formã

l(mm)

Operatie

Presã hidraulicã

hpoanson.

Material

(mm)

g(mm)

Operati e

hpoanson. (mm)

l(mm)

7 8

6 5

9

4

3 2

Fig. 2.1.

1

30º 90º 30ş

b) a)

Fig. 2.2 Placã mobilã

Placã fixã

Fig. 2.3

Fig. 2.4

90ş 2º 1x45º 1x45º

A

A-A 4º

Fig. 2.5

9º

A 30º

B-B

1x45º

B 16º

Cutit inferior

Fig. 2.6

B

4º 30º

1x45º

Cutit superior

l4

9

8 7

h3

a

6 5 4 3

h1

2

10

11

1 h2

l1

l3

Fig. 2.7

4

l2

7

1

19 8

2 13 3 20 5 6 15 Fig. 2.8

9 10 11 12 14 16 17 18

1 3

2 A.B.E. R

A.N. A.A.

11

4

10 1

5

6

7

2 3 4 5

9 8 7

6

8 Fig. 2.9. Fig.2.10.

(b)

(d)

(c)

Fig. 2.11

Lucrarea de laborator nr. 3 Precizia si calitatea pieselor obtinute prin decupare, perforare si ambutisare 3.1. Scopul lucrãrii Lucrarea are ca drept scop sã prezinte studentilor defectele ce se pot întâlni în timpul prelucrãrii tablelor subtiri prin presare la rece si modul lor de remediere sau preîntâmpinare. 3.2. Defecte ce apar la decupare, perforare si ambutisare si remedierea lor 3.2.1. Defecte ce apar la decupare-perforare Piesele din tablã prelucrate prin decupare-perforare trebuie sã aibã suprafata rezultatã în urma forfecãrii netedã si fãrã bavuri, rupturi sau fisuri si pe cât posibil sã fie planã. Factorii ce influenteazã precizia si calitatea pieselor sunt: a) constructia si starea piesei; b) forma si dimensiunile pieselor de stantat; c) grosimea si proprietãtile mecanice ale materialului din care se executã; d) valoarea si uniformitatea jocului dintre pãrtile active ale stantei; e) starea muchiilor tãietoare ale elementelor active ale stantei (uzate sau nu) f) constructia stantei (cu sau fãrã coloane de ghidare, cu sau fãrã fixarea semifabricatului). Atât forma si dimensiunile piesei de executat, cât si calitatea materialului si grosimea acestuia, impun respectarea unui anumit joc între elementele active ale stantei (asa numitul joc optim). În fig. 3.1. se prezintă pozitionarea jocului optim între elementele active ale matritei, joc ce trebuie să fie uniform pe circumferintă pentru a nu se deteriora într-un timp prea scurt muchiile active ale sculei si pentru a nu rezulta după tăiere suprafete necorespunzătoare calitativ. Dacă jocul dintre elementele active este egal cu jocul optim, fisurile de forfecare ce se formează între muchiile tăietoare ale plăcii active si poansonului coincid rezultând o suprafată netedă si putin înclinată. În fig. 3.2. se arată fazele care se disting în timpul desfăsurării procesului de tăiere. Aceste sunt: • faza deformatiilor elastice • faza deformatiilor plastice si de rupere a materialului. În timpul fazei deformatiilor plastice între materialul piesei, respectiv orificiul din deseu, si elementele active au loc frecãri puternice, pe zonele respective din piesedeseu putându-se observa aparitia a câte un inel caracteristic lucios (fig. 3.2.a.). În momentul strângerii si depãsirii rezistentei la rupere, între muchiile elementelor active se propagã fisuri de forfecare sub unghiul β ducând la separarea piesei din

deseu. Suprafata de forfecare este usor conicã si are un aspect rugos, satisfãcãtor din punct de vedere al calitãtii (fig. 3.2.b.). Dacă jocul între elementele active ale sculei este egal cu jocul optim se obtin suprafete bune calitativ (fig. 3.3.a); dacă jjopt concomitent cu formarea fisurilor de forfecare are loc o încovoiere a semifabricatului , iar piesele otinute vor avea bavuri mari si margini neuniforme, în special când grosimea semifabricatului este mică, g2 se poate lucra si fãrã fixarea semifabricatului. Forta de fixare trebuie sã fie suficient de mare pentru a retine formarea cutelor, dar nu atât de mare încât sã blocheze trecerea portiunii de flansã a semifabricatului spre spatiul jocului dintre poanson si placa matritã, fapt ce

duce la subtierea peste mãsurã a peretilor datoritã aparitiei unei forte de întindere radiale exagerat de mari. Deci forta, respectiv presiunea de fixare a semifabricatului, va avea limite admisibile, atât în ce priveste valoarea inferioarã cât si superioarã a acesteia. Intervalul de valori recomandabil, ca si coeficient al presiunii de fixare “q” depinde de natura materialului semifabricatului, de grosimea relativã a acestuia, cât si de coeficientul de ambutisare de la operatia datã. Conform notatiilor din fig. 3.7. presiunea de fixare are expresia:  D  2 0,5 ⋅ d 1  ⋅σ q =  − l  + 100 ⋅ g  r  d 1 

daN/mm2

Forta de fixare are expresia: Q1 =

π 2 D + ( d 1 + 2 ⋅ γ a1 ) ⋅ q 4

[

]

daN

Forta de fixare Q1 a semifabricatului, influenteazã si valoarea fortei necesare pentru ambutisare Fa1 prin intermediul fortelor de frecare dintre flansa semifabricatului în curs de deformare si sculã. Forta totală Ftot.1 necesarã procesului este: Ftot.1=Fa1+Q1 daN Fa1=1,2 π g σr (D-d1) daN Abaterile de la forma geometricã impusã piesei, sunt cauzate de prezenta deformatiilor elastice în materialul supus prelucrãrii (arcuiri). Valoarea abaterilor de la diametru ∆d si repartitia acestora dupã înãltimea piesei depinde de: • jocul dintre elementele active ale sculei (joc raportat la grosimea semifabricatului); • materialul supus prelucrãrii concretizat prin: plasticitate, anizotropie, grosime de semifabricat; • piesa de executat, precizatã ca formã (fãrã sau cu flansã) si dimensiunile sectiunii transversale (raportate la g). 3.3. Modul de lucru Experimentările se vor face pe o presă cu excentric PAI 16 pe care se vor monta diferite stante de decupat si perforat si presa hidraulică de 100 t pe care se vor monta matrita pentru ambutisat. Se va urmării: • influenta mãrimii jocului de tãiere asupra calitãtii tãierii, urmãrind stabilirea jocului optim pentru materiale cu grosime de 2 mm din otel si aluminiu; • influenta uzurii muchiilor active ale poansonului si plãcii matritã asupra materialului în cazul jocului optim; Pentru acelasi material se vor determina: • mãrimile deformatiilor elastice ale piesei decupate si orificiului perforat si se va trasa diagrama δ=f(j) pentru otel si aluminiu cu grosimea de 2 mm;

• intervalele de valori recomandabile pentru presiunea de fixare Q a unor materiale de plasticitate diferitã si se vor face ambutisãri cu reglaje diferite a fortei de fixare Q1; • variatia fortei de ambutisare Ftot.1 în functie de valoarea fortei de fixare Q1 pentru cazuri date (material, g, m1, I constante); • d=f(h) 3.4. Prezentarea rezultatelor Rezultatele se trec în tabele de forma tabelului 3.1. si 3.2. tabelul 3.1. Nr. înc.

Material

Calit

Diam. plãcii active

Diam. poansonului

Gros.

Jocul

Efectiv

Material STAS σr=

Raza muchiei active sau

Diam. piesei decup .

Diam. Piesei perforate

Defor marea elast. a piesei

Defor marea elast. a orif.

uzura (mm)

Dp (mm)

Dp (mm)

(mm)

(mm)

Optim

daN/mm 2

Nr. încerc.

Fa1 (daN)

Q1 (daN)

q (daN/mm )

cu cute

bunã

Obs asupra calit

tabelul 3.2.

σc=

daN/mm 2

Calitatea piesei 2

Înãltime bavură (mm)

ruptã

h

∆d

(mm)

(µm)

Obs.

Dp jopt /2

β

jopt /2

Da

hf

fig. 3.1. fig. 3.2.

(a)

b a

fig. 3.3.

(b)

(c)

jopt. hf β

g

fig. 3.4.

D

(b)

(a)

Q1 (c ) Fa1

fig. 3.5.

Dp δp

dg

δd

fig. 3.6.

dp

Fa2

fig.3.7.

d1

Lucrarea de laborator nr. 4 Determinarea fortelor de tãiere 4.1. Scopul lucrãrii Lucrarea are drept scop să familiarizeze studentii cu modul de determinare al fortei de tăiere atât după contur închis cât si după contur deschis în situatiile când muchiile tăietoare ale sculelor sunt înclinate sau paralele. 4.2. Determinarea fortei functie de pozitia muchiilor active Tăierea intervine datorită actiunii perechii de muchii tăietoare a sculei asupra semifabricatului, muchii ce pot fi paralele sau înclinate sub actiunea fortelor transmise de sculă, semifabricatul intrã într-o stare de tensionare caracteristicã forfecãrii pure, deci semifabricatul în zona cea mai puternic tensionatã este solicitat în plan dupã o directie de întindere si dupã alta de compresiune asa cum se vede în fig. 4.1. Deformarea semifabricatului cuprinde 3 faze si anume: la început apar deformãri elastice, odatã cu cresterea tensiunilor apar deformãri plastice, ca în final sã aparã fisurile de forfecare care cuprind întreaga suprafatã a materialului, fisuri ce apar în momentul pãtrunderii în material a muchiei active pe o adâncime de 20÷50% din grosimea semifabricatului, functie de plasticitatea acestuia. Fisurile se propagă după un unghi β=4÷6ş între muchiile active, conditiile optime ale tăierii apărând atunci când fisurile ce pornesc dintre cele două muchii active se suprapun pe aceeasi suprafatã din interiorul semifabricatului cum se vede în fig. 4.2. În situatia în care jocul dintre muchiile active nu este jocul optim, fisurarea se produce dupã un volum, deci consum de energie suplimentar, rezultând o calitate a suprafetei tãiate inferioare cum se vede în fig. 4.3. Este necesar ca jocul dintre muchiile active sã fie egal cu jocul optim. În zona de tăiere materialul suferă modificări structurale care constau în deformări si fărâmitări ale grăuntilor metalici. Apare deci ecruisarea, adâncimea stratului ecruisat extinzându-se la valori între 0,2÷0,5 din grosimea semifabricatului. În fig. 4.4. sunt prezentate aspecte ale straturilor din zona de tãiere functie de fazele si deformatiile ce apar astfel: • în zona A - straturile superioare datoritã deformatiilor plastice ale procesului de tãiere, sunt rotunjite; • în zona B - apare un strat lucios care indicã frecãrile în momentul pãtrunderii sculei; • în zona C - apare un strat rugos datoritã propagãrii fisurilor de forfecare din fata muchiilor tãietoare; • în zona D - este zona strivitã a materialului, datoritã reactiunii tãisului opus sculei.

Forta de tăiere propriu-zisă este forta capabilă să învingă rezistenta materialului, ea producând fisurile de forfecare. În timpul tãierii deformatiile plastice si de rupere a semifabricatului sunt însotite de deformatii elastice, fapt ce explicã fenomenul cã deseul rezultat în urma unei perforãri nu intrã în orificiul din piesa perforatã el având dimensiuni mai mari. Astfel apare situatia în care piesa nu mai poate fi desprinsă decât fortat de pe orificiul plăcii active. Din această cauză, pentru învingerea rezistentelor suplimentare din cadrul procesului de tăiere sunt necesare forte suplimentare ce trebuie adãugate la forta propriu-zisã de tãiere. Forta totalã de tãiere pentru cazul cel mai general se determinã cu relatia: Ftot = F+ Fd+ Fi+ Fînd

(daN)

(4.1)

în care: • F

- forta de tãiere propriu-zisã

• Fd - forta de desprindere a materialului de pe poanson • Fi - forta de împingere a materialului prin orificiul plãcii active • Fînd - forta de îndoire a materialului tãiat în situatia în care tãierea se executã în muchii active înclinate. Particularizând relatia 4.1. apar următoarele situatii: 1.

la tăierea după contururi deschise unde semifabricatul se îndepărtează singur de pe tăisul sculei Fd= Fi=0 apărând si aici două situatii: a)

sculele au muchii tãietoare si paralele Fînd=0 deci Ftot va fi: Ftot=F (daN)

b)

sculele au muchii tãietoare înclinate Fînd< >0 deci Ftot va fi: Ftot=F+Fînd

2.

(4.2) (daN)

(4.3)

la tăierea după contururi închise sau deschise, fără posibilităti de distantare a + + semifabricatului fată de tăisul sculei Fi +0 si Fd +0 . Apar si aici două situatii: a)

sculele au muchii tãietoare si paralele Fînd=0 deci Ftot va fi: Ftot=F + Fi + Fd

b)

(daN)

(4.4)

sculele au muchii tãietoare înclinate Fînd< >0 deci Ftot va fi: Ftot= F + Fi + Fînd

(daN)

(4.5)

Forta de tãiere propriu-zisã în situatia în care muchiile active sunt paralele, se determinã cu relatia: F= k L g τ f (daN)

(4.6)

în care: • L - lungimea conturului de tãiere; • g

- grosimea semifabricatului;

• τ f - rezistenta la forfecare a semifabricatului;

• k - coeficient ce tine seama de influenta factorilor ce apar în conditiile concrete industriale de lucru si are valori între 1,1÷1,3. Valoarea lui τ f poate fi luată din tabele pentru diferite materiale sau se poate aproxima cu σr functie de natura materialului astfel: pentru otel τ f =(0,75…0,90) σ r; pentru aluminiu moale τ f=(0,75…0,90)σr; pentru aluminiu tare τ f=(0,55…0,70)σr; pentru alamă τ f=(0,65…0,75) σ r. Tinându-se cont de aceste corespondente, relatia fortei de tãiere propriu-zisã devine: F= Lgσr

(daN)

(4.7)

Lucrul mecanic cheltuit în procesul tãierii are expresia: W=λgF

(daN . m)

(4.8)

unde: • λ - coeficient de proportionalitate dintre forta medie si cea maximã ce apare în proces cu valori între 0,30÷0,75; • g - grosimea semifabricatului; • F - forta de tãiere propriu-zisã Forta maximã care apare în procesul tãierii, nu corespunde momentului initial de atac al semifabricatului, adicã momentul în care aria sectiunii de rezistentã la tãiere are valoarea maximã. Variatia fortei functie de pãtrunderea relativã a muchiei active a sculei în semifabricat pentru materialele de plasticitate diferitã si scule cu jocuri diferite este prezentatã în fig. 4.5. Se observã cã forta maximã este mai mare la materialele dure si la jocurile dintre scule diferite de jocul optim, valoarea maximã la materialele dure se înregistreazã la o pãtrundere mai micã a muchiilor active, decât la materialele plastice, separarea completã a materialului marcatã prin scãderea bruscã a fortei pânã aproape de zero, intervine la o cursã mai redusã decât grosimea semifabricatului. În situatia în care muchiile active sunt înclinate, situatia se prezintã diferit de cazul muchiilor active paralele, particularitatea principalã constând în faptul cã atacul materialului dupã conturul sãu de tãiere se realizeazã în mod progresiv. În fig. 4.6. se prezintã o pereche de muchii tãietoare înclinate si rectilinii. Conform figurii, etapele procesului de tãiere sunt: • etapa initialã a procesului de tãiere care este etapa de pãtrundere a muchiei active în material pânã la strãpungerea acestuia în grosime, adicã etapa de la contactul punctiform 1 al muchiei active cu semifabricatul pânã la 2 când contactul devine liniar; • etapa caracteristicã a procesului de tãiere când muchia activã parcurge portiunea 2 la 3; • etapa finalã a procesului de tãiere, de iesire a sculei din semifabricat, adicã portiunea de la 3 la 4. Variatia forte în decursul procesului de tãiere se vede în fig. 4.7. unde se observã o crestere progresivã a forte în decursul etapei initiale, mentinerea constantã apoi în

decursul etapei caracteristice si apoi scãderea progresivã a fortei în etapa finalã. Din fig. 4.6. se poate determina expresia fortei de tãiere propriu-zise. F =k

g2 τ 2 ⋅ tan ϕ f

(daN)

(4.9.)

În care: • k - coeficient de majorare cu valori între 1,1÷1,3; • τ f - rezistenta la forfecare a semifabricatului; • g/2.tan ϕ - aria suprafetei triunghiulare ACD de rezistentã la tãiere; • ϕ - unghiul de înclinare al muchiei tãietoare. Din relatiile 4.6. si 4.9. se observã cã la semifabricatele de lãtime mare la care f>>g/2.tan ϕ, procedeul de tãiere cu muchii tãietoare înclinate utilizeazã forte de tãiere mai reduse. Se observã din relatia 4.9. cã odatã cu cresterea unghiului ϕ forta de tãiere scade, lucru prezentat si în diagrama din fig. 4.8. Valoarea unghiului ϕ este limitat însã deoarece s-ar produce o îndoire pronuntatã a piesei rezultate iar calitatea suprafetei rezultate se micsoreazã. De asemenea, la muchii înclinate apare si o componentã orizontalã H a fortei exercitate de sculã, fig. 4.9., care tinde sã scoatã semifabricatul de sub actiunea muchiei tãietoare si a cãrei relatie este: H=N.sin ϕ

(daN)

(4.10)

La o valoare a lui H ce depãseste valoarea fortei de frecare dintre semifabricat si reazemul sãu inferior, semifabricatul se deplaseazã, fapt ce face ca unghiul ϕ sã fie ales într-un domeniu delimitat de un minim si un maxim, functie de grosimea semifabricatului si anume între 2º÷8º, maxim 12º. Datoritã fortei constante ce se manifestã în decursul procesului de tãiere, lucrul mecanic cheltuit se poate determina cu usurintã. Pentru simplificare se considerã portiunea de semifabricat tãiatã initial, transpusã la capãtul opus al semifabricatului fig. 4.10, adicã triunghiul hasurat ACD, se transpune în pozitia EFG. Forta, de aceastã datã, este consideratã de-a lungul întregului proces de tãiere, iar cursa realizatã de muchia tãietoare este: Hc =Β.tan ϕ

(daN)

(4.11)

Lucrul mecanic va fi: W = F ⋅H = k

g2 τ ⋅ β ⋅ tan ϕ 2 ⋅ tan ϕ f

(Kgf.m)

(4.12.)

În situatia tãierilor dupã contur în fig 4.11. se prezintã etapa initialã a tãierii fig. 4.11.a; etapa propriu-zisã fig. 4.11.b. si etapa finalã în fig. 4.11.c. Relatia de calcul a fortei propriu zise va fi: F=

g2 −τ f 2 ⋅ tan ϕr

kt

(daN)

(4.13)

unde:

• ϕr - unghiul real de înclinare a muchiei tãietoare în raport cu semifabricatul; • kt - coeficient ce are valori diferite functie de etapele de tăiere astfel: ◊ pentru etapa initialã

kt =

h( 2 g − h) g2

(4.14)

◊ de aici se deduce kt pentru etapa propriu-zisã când h=g ◊ pentru etapa finalã kt are expresia: kt =

H − h + g2 g2

Pentru celãlalte forte ce se adaugã la forta de tãiere propriu-zisã existã relatii determinate experimental astfel: Fi=ki.F

(daN)

(4.15)

unde: ki- coeficient functie de natura si grosimea semifabricatului cu valori experimentale variind între 0,01……0,07. Fd=kd.F

(daN)

(4.16)

unde: kd- are valori cuprinse între 0,01……0,07. Fînd=kînd.F

(daN)

(4.17)

unde: kînd=0,05.ϕ. 4.3. Modul de lucru Se vor lua materiale de grosimi diferite si se va indica ce procedeu de tãiere se va utiliza, urmând ca studentii sã calculeze forta de tãiere propriu-zisã. Pe un material de aceeasi grosime se vor face probe de tãiere dupã contur închis si dupã contur deschis pe aceeasi lungime, se vor calcula fortele de tãiere pentru ambele situatii si se vor compara. La forta de tãiere propriu-zisã se vor adãuga apoi fortele suplimentare, gãsindu-se forta totalã.

4.4. Mersul lucrãrii Rezultatele se trec în tabelul 4.1. Material g(mm)

Ghilotină

L(mm)

F(Kgf)

Fînd(Kgf)

Presă

Ftot(Kgf)

F(Kgf)

Fi(Kgf)

Fd(Kgf)

Ftot(Kgf)

ε

fig. 4.1.

fig. 4.2.

A B C D

F

fig. 4.3. Material dur, jopt

fig. 4.4.

O

1 A 2 3 4

y/g

fig. 4.5. F

a

Material plastic j>jopt j=jopt

C a

fig. 4.6.

F ϕ

fig. 4.7. h

fig. 4.8. ϕ

h g

ϕ

H

Hc

E B

N

fig. 4.9.

G

ϕ

A

fig. 4.10.

H h

(a)

F

C B

H

h g g’

(b)

ϕ

(c) fig. 4.11.

H

Lucrarea de laborator nr. 5 Lucrãri de îndoire. Deformatii si forte. 5.1. Scopul lucrãrii Lucrarea are ca scop să prezinte studentilor fenomenele ce au loc în timpul îndoirii, elementele de care să se tină cont, caracterul deformatiilor ce apar si cum se determină fortele pentru realizarea procesului. 5.2. Tipuri de îndoiri, deformatii si calculul fortelor. Operatia de îndoire reprezintă deformarea prin curbare a unei părti a semifabricatului în jurul unei axe numită axa de îndoire, reprezentând un proces de deformare elastoplastică. Grosimea maximă de îndoire poate ajunge până la 100 mm. Îndoirea se poate realiza pe masini speciale de îndoire, pe instalatii speciale manuale sau mecanizate si pe presă cu ajutorul matritelor în cazul dimensiunilor mici si mijlocii. Din punct de vedere tehnologic se cunosc două cazuri de îndoire: 1) - cu rază mică de curbură, deci cu grad mare de îndoire la care corespunde un grad mic de deformare plastică; 2)- cu rază mare de îndoire, deci cu grad mic de îndoire la care corespunde un grad mic de deformare. Utilajele pe care se poate executa îndoirea sunt: prese cu excentric, frictiune si hidraulice. În fig. 5.1. sunt prezentate modificările dimensionale ale unui semifabricat îndoit, ajungându-se de la r1 la r si de la l1 la lc. În fig 5.1.a. semifabricatul se reazemă pe placa activă a matritei în două puncte de-a lungul a două linii; în fig. 5.1.b. semifabricatul ajunge în contact cu poansonul în trei puncte de-a lungul a trei linii iar în fig. 5.1.c. semifabricatul ia contact complet cu poansonul si cu suprafetele plăcii active. În timpul îndoirii, deformarea semifabricatului nu se realizează la fel pe toate părtile. În fig. 5.2. se observă că partea inferioară a piesei se comprimă în directie longitudinală si se alungeste în directie transversală producând scurtarea si lătirea piesei. În exteriorul piesei se produce o întindere în directie longitudinală deci o lungire si o scurtare în directie transversală, făcând să apară îngustarea piese. Aceste fenomene nu se produc de-a lungul axei neutre O-O. În situatia când b=3g. fig. 5.2.b. materialul are rezistentă mare ce se opune deformatiei, sectiunea transversală a semifabricatului deformându-se foarte putin. Conform legii volumului constant înainte si după deformare exprimat prin: ε 1+ε 2+ε 3=0

(5.1)

deformatia de alungire într-o directie, este egală cu deformatia de scurtare în altă directie, sunt posibile decât stările de deformare spatială fig. 5.2.a sau plană fig. 5.2.b. Coeficientul de lătire Kb al semifabricatului se calculează:

kb =

bmed ≥1 b

(5.2.)

unde: bmed =

b1 + b2 2

(5.3)

iar coeficientul de subtiere se calculează: kg =

gi ≤1 g

(5.4)

unde: • gi -grosimea piesei îndoite; • g -grosimea semifabricatului. Subtierea semifabricatului are loc numai pentru raze de îndoire mici r/g 2g). În cazul rulării urechilor pentru articulatii, are loc un proces de deformatie mai complex fig. 5.5. Rularea se efectuează cu matrite si scule de formă specială, producându-se o încovoiere cilindrică în consolă si o compresiune asimetrică produsă de frecarea dintre semifabricat si sculă. Încovoierea cilindrică în consolă este posibilă atunci când R