Prelucrarea Prin Extrudare Si Deformarea Tablelor

29
PRELUCRAREA PRIN EXTRUDARE PRELUCRAREA 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 T>σr·Su, 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.

description

Prelucrarea prin extrudare si deformarea tablelor

Transcript of Prelucrarea Prin Extrudare Si Deformarea Tablelor

  • PRELUCRAREA PRIN EXTRUDAREExtrudarea 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 filieraMetoda se aplica materialelor care nu pot fi trase, adica nu respecta conditia tragerii T>rSu, 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 EXTRUDARIISemifabricatul, 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 deformareObtinerea unui produs dintr-o singura trecere123456F1-sabota presei;2-inel de strangere si fixare a filierei;3-portfiliera cu filiera;4-container cu materialul de extrudat;5-poansonul de extrudare;6-materialul extrudat

  • Extrudarea prezinta si unele dezavantajeNecesita forte mari pentru desfasurarea procesuluiApar forte mari de frecare intre material si container, intre material si filieraNecesita utilizarea unor instalatii de forta mareNecesita utilizarea unor lubrifianti pentru reducerea frecariiMETODE DE EXTRUDAREExtrudarea directaExtrudarea indirectaExtrudarea mixtaSe caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este aceeasi cu directia de impingere a acestuiaSe caracterizeaza prin faptul ca directia de curgere a materialului este inversa directiei de impingere a acestuiaSe caracterizeaza prin faptul ca materialul curge atat in directia cat si invers directiei de impingere a acestuia

  • FFFFExtrudarea directaExtrudarea indirecta311112222333abb1-filiera (container);2-poanson;3-material;a-directia extrudarii directe;b-directia extrudarii indirecte. IIIIII

  • Extrudarea mixta123FF123abb1-filiera (container);2-poanson;3-material;a-directia extrudarii directe;b-directia extrudarii indirecte. PRODUSE OBTINUTE PRIN EXTRUDARE1-se pot obtine o gama foarte variata de piese;2-piese cu sectiune longitudinala variabila;3-supapele motoarelor cu rdere interna;4-palete de turbina;5-suruburi cu cap cilindric si locas hexagonal;6-tevi etc. III

  • IMBRACAREA CABLURILOR ELECTRICECu material metalic de protectie (aluminiu, plumb etc.)Cu material plastic de izolare sau cu straturi multiple (plastic, metal), acoperirea electrozilor de sudura cu invelisUtilizeaza o instalatie complexa1-poansonul de extrudare (piston sau disc de presiune);2-containar;3-material pentru extrudare;4-piesa de ghidare material;5-portfiliera si filiera;6-materialul supus acoperirii;7-invelisul de acoperire. 2F146753Ve=VmVe-Viteza de extrudare a invelisului;Vm-Viteza de deplasare a materialului acoperitVmVeVe>Vm se obtine un invelis tubularVe
  • PRELUCRAREA TABLELOR Tablele se supun mai multor procedee de prlucrarePrelucrari prin deformare plasticaPrelucrari prin forfecareAmbutisareaFasonareaIndoireaTaiereaStantareaDe decupareDe perforareDe retezareDe 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 Ambutisarea este operatia de prelucrare a tablelor prin deformare plastica (la rece sau la cald) in vederea obtinerii unor forme spatiale subtiriCei 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 procesuluiAceasta deoarece semifabricatul de pornire are o suprafata plana iar in final dobandeste o suprafata complexa spatialeDatorita 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.

  • 123412341-matrita;2-piesa;3-inelul de strangere;4-poansonul de ambutisareEtapele ambutisariiDecuparea (taierea) tablei la forma corespunzatoare piesei ce va urma sa fie obtinuta Determinarea diametrului semifabricatului de pornireAsezarea semifabricatului in matritaAmbutisarea

  • Intre matrita si poanson trebuie sa existe un joc determinat de grosimea tableiDiametrul semifabricatului de pornire se determina cu relatiaPentru piesele cilindrice

    in care:d2-este diametrul cavitatii piesei;r-raza de la fundul piesei;d1=d2-2r;h-inaltimea piesei;h1=h-r.Pentru piesele cilindrice cu guler:

    d2-este diametrul cavitatii piesei;r-raza de la fundul piesei si a flanse;d1=d2-2r;h-inaltimea piesei;h1=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:

    r-tensiunea la rupere a materialului;Dm-diametrul mediu al produsului;g-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 situatii:1. Pentru scaderea rezistentei mecanice a materialului;2. Obtinerea unei structuri favorabile deformarii;3. Evitarea completa a ecruisarii;4. Acest procedeu este mai putin sensibil fata de calitatea materialului.Prin ambutisare:Nu se pot obtine produse cu pereti grosi;Forma produsului este limitata de posibilitatile de scoatere a piesei din matrita;Nu pot fi obtinute unghiuri diedre ascutite;Unghiurile trebuie sa fie racordate cu raze largi (rmin=(2-4)g;Cea mai dificila este obtinerea pieselor cu grade mici de deformare;Procedeul se aplica la obtinerea pieselor de serie mare (matrite costisitoare). Gradul de reducere intre doua deformari este data de relatia:Prima deformare nu va fi mai mare de 50%;D0-diametrul initial; D1-diametrul dupa ambutisare.La grade mai mari de ambutisare de 50% sunt necesare mai multe treceri

  • FASONAREAEste o metoda de prelucrare prin deformare plastica a tablelor, prin care se urmareste obtinerea unor produse de forma complexaEa completeaza procesul de ambutisareUrmareste modificarea formei cilindrice a unui semifabricat prin gatuire, rasfrangere, umflare etc.Fasonare prin gatuire1231-matrita de fasonare;2-piesa inainte de gatuire;3-piesa dupa gatuire

  • 123Fasonare prin rasfrangere:Largirea unei portiuni exterioare a semifabricatului cilindric1-piesa de rasfrangere (dorn cu profil special);2-piesa inaintea rasfrangerii;3-piesa dupa rasfrangere

  • Fasonare prin umflareLargirea unei portiuni interioare a semifabricatului cilindric1234561237561-semimatrita I;2-poanson;3-semimatrita II;4-piesa inainte de umflare;5-material granular (sau alte materiale);6-inel de strangere;7-piesa dupa umflare

  • INDOIREA TABLELORIndoirea: Este procedeul de prelucrare a tablelor prin deformare plastica prin care o tabla plana este curbata dupa o raza de indoire RIn procesul de indoire a unui material de grosime g, numai fibra neutra isi pastreaza dimensiunea initiala (ramane nedeformata). Fibra exterioara se lungeste, in timp ce fibra interioara se scurteaza.BR

  • Cunoasterea lungimii fibrei nedeformate in zona indoita B este utila pentru dimensionarea semifabricatului ce urmeaza a fi indoit. Presupunand ca raza de indoire a fibrei neutre Rfn=R+0,45g rezulta ca:

    in care unghiul 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.RoRfoxRaza 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 c este limita la curgere ; E modulul de elasticitate; g grosimea tablei

  • Principiul si metode de indoire cu roleAceste procedee se utilizeaza cand se cer raze mari de indoire12354F33664F2Fi1-rola de antrenare;2-rola de apasare (rola care modifica raza de indoire);3-tabla supusa indoirii;4-elemente de fixare a tablei pe rola;5-rola suplimentara de indoire;6-rola de antrenare si rola model;F-forta de apasare;Fi-forta de modelare (de intindere a tablei).

  • Pentru raze mici de indoire (indoire succesiva)123Principil de lucru cu masina manuala de indoit1si 2 falci fixe de prindere a tablei;3-falca rotativa de indoire;4-tabla.41234Principil de lucru cu masina actionata mecanic de indoit (Abcant)1-poanson;2-matrita;3-materialul de indoit (tabla);4-masa masinii de indoit.

  • O indoire de mare precizie si complexitate se poate face in matrita:1-piesa;2-matrita (placa de indoire);3-poansonul de indoire;4-extractorul.111242334

  • PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN FORFECAREUrmareste 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 alunecare;2-zona de taiere, urmeaza zonei de rotunjire si tensiunile din vecinatatea muchiilor taietoare depasesc rzistenta de rupere la forfecare. Suprafata este neteda, caracteristica ruperii transcristaline.3-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 intercristaline.4-zona de strivire, rezulta ca urmare a apasarii contramuchiei taietoare asupra materialului.12342

  • Asupra procesului de taiere prin forfecare un rol important il are joculLa 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 mareIn functie de geometria conturului taieturii, a destinatiei produsului, a utilajului folosit, taierea prin forfecare poate fi considerata ca fiind:Forfecare propriu-zisaStantare

  • FORFECARE PROPRIU-ZISAAcest tip de forfecare se realizeaza dupa un contur deschis, de forma simpla, de obicei rectilinii, in scopul debitariiIn timpul taierii, datorita jocului dintre muchiile taietoare, apar forte suplimentare care deranjeaza desfasurarea procesului si deterioreaza calitatea suprafetei.abTFFTFtFtFaLa inceput datorita fortelor F 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 T care determina un moment de rotatie invers celui determinat de fortele F instalandu-se un echilibru si incovoierea se opreste. Pentru micsorarea unghiului de rotire se procedeaza la modificarea geometriei de ascutire a sculei (a unghiurilor si ) si la utilizatea unui tampon 2 care sa opreasca rotirea tablei.121Jocul optim se determina se determina in functie de grosimea materialului g, de calitatea acestuia si de rezistenta de rupere la forfecare aspfel:

    unde c=0,005 pentru suprafete curate si c=0,035 pentru suprafete brute.

  • METODE DE TAIERE PRIN FORFECARE PROPRIU-ZISAIn 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 circulareTaiere cu foarfeci cu muchii paraleleTaiere cu foarfeci cu muchii inclinateTaiere cu foarfeci cu muchii circulareMaterialul este atacat simultan pe toata lungimeaF=Aoo=BgoMaterialul este atacat progresiv, iar forta de forfecare ramane constanta.

    1BF321-scula taietoare superioara;2-scula taietoare inferioara;3-tabla de grosime g si latime B.o-tensiunea de forfecare.j

  • PRELUCRAREA MATERIALELOR PRIN STANTAREEste o taiere a tablelor dupa un contur inchis. Produsele obtinute pot fi:Simple prezentand un singur conturComplexe prezentand pe langa conturul exterior si unul sau mai multe contururi interioareDispozitivul 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 stantat123123FF1-Poanson;2-Placa de stantare;3-Material (tabla).

  • Forta de stantare se determina cu o relatie asemanatoare celei utilizate la taierea cu foarfeci cu muchii paralele, astfel:F=Aoo=lgo, in care:l-lungimea conturului;g-grosimea materialului;o-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=1,3FAcest 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 mareDispozitivul de stantare influenteaza forta prin jocul dintre elementele purtatoare a muchiilor taietoareValoarea 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 0,5-3,5mmFDesi muchiile poansonului sun in general paralele cu ale placii de stantare ele pot fi si inclinateForta de forfrcare scade dar rezulta un semifabricat indoit care necesita o operatie suplimentara de indreptarePoansonul trebuie sa aiba dubla inclinare simetrica pentru a evita aparitia unei forte axiale ce ar solicita poansonul fragil la incovoiere (se poate rupe)

    MaterialValoarea jocului J in % din gOtel15-6Alama13-5Aluminiu moale12-5Aluminiu tare16-6Duraluminiu moale16-6Duraluminiu tare17-7

  • Placa taietoare poate fi cu gat conic (1) sau cilindric (2).12Forma gatului influenteaza asupra fortei reale de stantare si asupra capacitatii de productie (seria de fabricatie) in conditii constante de calitateMatritele 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 matritei.Aceste matrite, insa, asigura o exploatare mai indelungata deoarece pot fi scutite de mai multe ori.D3D1D2D1< D2< D3

  • 1234567891011111-poanson;2-placa taietoare;3-sistemul de prindere a matritei in instalatia de forta;4-placa de prindere cep;5-placa de presiune;6-placa de prindere poanson;7-coloane de ghidare;8-placa de baza;9-sine de ghidare material;10-material supus stantarii;11-suruburi de prindere.Stanta de decupare

    *****************************