PROIECT

DEFORMAREA PLASTICA A TABLELOR

SUBTIRI

ARGUMENT ……………………………………………..……….….……2

CAPITOLUL 1: Tehnologia prelucrarii metalelor si aliajelor prin deformare plastica…………………………………………...……3

CAPITOLUL 2: Procedee de prelucrare prin deformarea plastica……………………………………………...…………….7

CAPITOLUL 3: Controlul defectelor pieselor deformate plastic……………………………………………………………12

CAPITOLUL 4: Norme de tehnica securitatii muncii la deformarea plastica a metalelor……………………………….13

BIBLIOGRAFIE………………………………………………………….15

ANEXE…………………………………………………………………....16

2

Ritmul acelerat de dezvoltare economica a impus cresterea productiei de semifabricate si piese metalice.

Aceasta necesitate a avut ca urmare si dezvoltarea de piese obtinute prin deformarea plastica, si implicit a pieselor obtinute prin forjare. Prelucrarea prin deformarea plastica are o aplicabilitate tot mai bogata, intrucat industria constructoare de masini si alte ramuri industriale necesita piese si subansambluri cu caracteristuci mecanice tot mai ridicate.

Productia de piese deformate plastic inregistreaza cresteri semnificative an de an odata cu diversificarea metodelor de deformare, cu modernizarea si tehnologizarea masinilor si utilajelor din domeniu.

In aceasta lucrare sunt prezentate: tehnologia prelucrarii metalelor si aliajelor prin deformare plastica, mecanismul deformarii plastice, procedeele de prelucrare prin deformare plastica.

3

TEHNOLOGIA PRELUCRARII METALELOR SI ALIAJELOR PRIN

DEFORMARE PLASTICA

Notiuni introductive

Prelucrarea prin deformarea plastica se bazeaza pe proprietatea de plasticitate a metalelor, adica pe capacitatea acestora de a capata deformatii permanente sub actiunea unor forte exterioare. Un semifabricat supus actiunii unor forte, in anumite conditii, isi schimba forma datorita redistribuirii volumelor sale elementare.Rezulta de aici ca, facand abstractie de unele pierderi tehnologice inevitabile, prelucrarea prin deformare plastica, reprezinta un procedeu de prelucrare foarte avantajos in ceea ce priveste economia de metal, fiind net superior prelucrarii prin aschiere, la care pierderile de metal sub forma de deseuri sunt foarte mari.In plus, prelucrarea prin deformare plastica, este foarte productiva, asigura obtinerea unor piese de forma geometrica complicate, iar materialele prelucrate prezinta proprietati mecanice imbunatatite, datorita unei structuri mai omogene si mai dense. Ca avantaje se mentioneaza precizia ridicata si manopera redusa. Rezultatul prelucrarii prin deformare plastica cuprinde o gama larga de piese cu configuratie geometrica simpla sau foarte complicate, cu masa de la cateva grame la sute de tone, din aliaje feroase sau neferoase, ca de exemplu: piese pentru mecanica fina, piese pentru automobile, tractoare, avioane, utilaj tehnologic, masini agricole, turbine etc. Prin deformare plastica se pot obtine o serie larga de semifabricate necesare unor procedee de prelucrare ulterioara (prin deformare plastica, aschiere etc.) cum sunt: tablele, benzile, barele, profilele, tevile, sarmele, etc.

LEGILE PRELUCRARII PRIN DEFORMARE PLASTICA

4

In timpul prelucrarii prin deformare plastica metalele si aliajele se comporta in conformitate cu anumite legi.Cunoasterea acestor legi permite adoptarea unor masuri practice care sa asigure obtinerea piesei pe calea cea mai simpla.- Legea volumului constant : volumul materialului se pastreaza constant in timpul

deformarii plastice. Facand abstractie de unele pierderi tehnologice – prin ardere sau prin indesarea materialului cu defecte (goluri) interioare – se poate afirma ca volumul piesei este egal cu cel al semifabricatului supus deformarii.Pentru un semifabricat de formă paralelipipedică, ca cel din figură, în care dimensiunile iniţiale înainte de deformare sunt ho, bo, lo, iar dimensiunile după deformare sunt h1, b1, l1, notând cu V volumul semifabricatului, se poate scrie:

V=ho bo lo =h1 b1 l1

- Legea coexistentei deformatiilor elastice si a celor plastice: deformarea plastica este insotita de deformatii elastice. Este evident faptul ca in urma inlaturarii fortelor exterioare, deformatiile elastice dispar, ramanand numai cele plastice.

- Legea rezistentei minime: deplasarea punctelor corpului deformat situate pe suprafata perpendiculara pe directia fortelor exterioare are loc dupa distanta cea mai mica la perimetrul sectiunii. Deformarea maxima se va produce in acea directie in care se va deplasa cea mai mare cantitate de material.Dacă se consideră că se refulează un corp paralelipipedic, conform principiului deplasării punctelor după normala cea mai scurtă dusă la contur, dreptunghiul se poate împarţi în doua trapeze şi două triunghiuri – fig.1.

Fig. 1Liniile care despart triunghiurile de trapeze reprezintă limitele zonelor de curgere într-un anumit sens.

5

Intensitatea curgerii materialului într-un anumit sens este proporţională cu lungimea normalei la contur. Pe această bază se poate spune că, după o deformare mică, secţiunea dreptunghiului se va transforma într-un poligon cu zece laturi. La o deformare mai mare, conturul secţiunii va lua forma unei elipse, iar prin continuarea deformării elipsa va tinde să ia forma unui cerc – fig.2.

Fig. 2

- Legea aparitiei si echilibrului tensiunilor interne – in timpul deformarii plastice, in interiorul materialului apar tensiuni ce se opun deformarii si care tind sa se echilibreze reciproc. Cauzele aparitiei acestor eforturi se datoreaza actiunii sculei, incalzirii neuniforme a materialului, neomogenitatii compozitiei chimice si a proprietatilor mecanice ale materialului , franarii dislocatiilor etc .

Pentru evitarea aparitiei acestor tensiuni se vor reduce pe cat este posibil frecarile intre suprafata materialului ce se deformeaza si suprafata sculei, iar forma semifabricatului se va alege apropiata de cea a piesei finite.

In ce priveste notiunea de deformare elastica si plastica a metalelor si aliajelor trebuie mentioned ca, sub actiunea unor forte exterioare metalele si aliajele pot suferi deformari elastice sau plastice.

Deformarea elastica a metalelor si aliajelor se mentine numai in timpul actiunii unor forte exterioare capabile sa le modifice forma si dimensiunile.

La inlaturarea acestor forte metalul sau aliajul revine la forma si dimensiunile initiale.

Deformarea plastica a metalelor si aliajelor se produce numai la o anumita valoare a fortelor exterioare. Aceasta deformare se mentine si dupa inlaturarea fortei care a provocat-o.

Metalele si aliajele sunt corpuri solide deformabile care au insusiri elastice si plastice. De aceea, la prelucrarea metalelor prin lovire sau presare, deformarea plastica este precedata intotdeauna de deformarea elastica. Dupa inlaturarea fortei exterioare, deformarea elastica se recupereaza si ramane numai depormarea plastica.

MECANISMUL DEFORMARII PLASTICE

6

La prelucrarea prin deformare plastica, metalele si aliajele se deformeaza, in principal, prin doua mecanisme, si anume : alunecarea si maclarea.

Alunecarea in retele cristaline consta in deplasarea in intregime a unei parti de cristal, in raport cu altele, pe planele de maxima densitate de atomi, numite plane de alunecare, si in directiile de alunecare pe care atomii au asezarea cea mai densa. La alunecare, deplasarea se face cu cu un multiplu de distante atomice si e un numar mic de plane atomice, fara a se distruge coeziunea dintre partile alaturate ale cristalului.

La alunecarea intr-un monocristal, pachetele de alunecare sunt alcatuite din numeroase lamele subtiri.

Maclarea consta in deplasarea unei parti de cristal, astfel incat partea respectiva sa se plaseze, in raport cu un plan ( planul de maclare )intr-o pozitie simetrica prin reflectarea in oglinda. La maclare atomii se deplaseaza pe distante mai mici decat un spatiu interatomic, de aceea maclarea nu produce o deformare permanenta insemnata.

Deformarea prin maclare este favorizata de scaderea temperaturii si de cresterea vitezei de deformare.

Alunecarea se intalneste la deformarea monocristalelor si a agregatelor policristaline ale unui numar mare de de metale si aliaje in timp ce maclarea are loc numai in cazul anumitor metale si aliaje.

La monocristale, planele de alunecare au aceeasi directie, in schimb la policristale, adica la metale si aliaje industriale, directia planelor de alunecare difera de la un cristal la altul.

Datorita orientarii diferite a planelor de alunecare de la un graunte cristalin la altul, a neomogenitatii chimice si structurale si a altor factori, procesele de deformare plastica a agregatelor policristaline sunt mult mai complexe decat la monocristale.

La inceputul solicitarii metalelor si aliajelor mai intai se deformeaza cristale ale caror plane si si directii de alunecare se apropie cel mai mult de planele inclinate la 45º fata de directia fortei. Pe masura ce ce deformarea continua, alunecarea se produce si in alte plane cu o inclinare mai putin favorabila fata de directia solicitarii.

Din acest punct de vedere plasticitatea metalelor este determinata de capacitatea lor de a produce plane de alunecare. Cu cat un metal are mai multe plane de alunecare, cu atat plasticitatea lui este mai ridicata.

7

PROCEDEE DE PRELUCRARE PRIN DEFORMARE PLASTICA

LAMINAREA

Laminarea este procedeul de prelucrare prin deformare plastica – la cald sau la rece – realizat prin trecerea fortata a materialului prin intervalul dintre doi cilindri care se rotesc in sensuri contrare. Semifabricatul initial, de obicei un lingou se introduce intre cilindri, rezultand in final un produs.

Principalele scheme de laminare sunt: laminarea longitudinala, laminarea

transversala si laminarea elicoidala . Principalul utilaj folosit la laminare poarta numele de laminor. Laminorul este sistemul de masini care serveste atat la realizarea procesului de deformare plastica, deseori in mai multe stadii, cat si a operatiilor ajutatoare, necesare la fabricarea laminatelor.

8

EXTRUDAREA METALELOR SI ALIAJELOR

Prin extrudare se intelege operatia de prelucrare plastica a metalelor si aliajelor prin trecerea fortata a materialului prin impingerea printr-un orificiu al unei scule, cu dimensiunile sctiunii transversale mai mici decat cele ale sectiunii materialului initial. Extrudarea se caracterizeaza prin aceea ca deformarea plastica nu se produce deodata in tot volumul materialului ci pe masura intrarii semifabricatului in zona de deformare. In functie de modul sau directia si sensul de curgere al materialului ce se extrudeaza , extrudarea poate fi: directa,

inversa, sau combinata. Extrudarea se poate face la cald sau la rece in functie de posibilitatile de deformare a materialului.

TRAGEREA

Tragerea este procedeul de prelucrare prin deformare plastic care consta in trecerea fortata a materialului, prin deschiderea unei matrite a carei sectiune este mai mica decat sectiunea initiala a materialului, sub actiunea unei forte de tractiune. Semifabricatul initial este introdus in matrita, ce se gaseste intr-un suport si este tras cu ajutorul fortei de tractiune. In urma tragerii se produce o reducere a sectiunii materialului. Tragerea se poate face la rece sau la cald. La tragere modificarea sectiunii semifabricatului se produce in principal sub actiunea fortelor transversale (de compresiune) exercitate de peretii filierei. Prin tragere se prelucreaza diverse semifabricate din otel si aliaje neferoase ca de exemplu: Cu si aliaje de Cu, Al si aliaje din Al, Zn si aliaje din Zn. Produsele obtinute prin tragere sunt: - barele – trase dintr-un produs laminat la cald;- sarmele – pana la diametrul de 5 mm, cand laminarea si extrudarea nu sunt

avantajoase; ele sunt trase din semifabricate laminate cu diameter intre 5 si 16 mm;

- profilele simple si complexe;- profilele speciale – care nu mai necesita prelucrari pri aschiere;- penele, ghidaje, arbori canelati, suporti, spite etc;- tevile cu pereti subtiri – din semifabricate tubulare;

9

- barele calibrate la rece cu dimensiuni precise si calitate buna a suprafetei.

FORJAREA

Forjarea este procedeul de prelucrare prin deformare plastica ce consta in modificarea formei unui semifabricat datorita crearii unei stari tensionale in volumul metalului, insotita de curgerea lui pe diferite directii sub actiunea unor lovituri succesive sau prin presare. In functie de modul cum are loc curgerea metalului se deosebesc doua procedee: - forjarea libera (propriu – zisa), curgerea metalului fiind libera;- forjarea in matrita (matritarea), curgerea fiind limitata, deformarea facandu-se

intr-o cavitate a unei scule denumita matrita. Forjarea si matritarea permit realizarea celor mai variate forme de piese, de la cele mai simple pana la cele mai complexe, cu mase variind de la cateva grame pana la sute de tone. Forjarea si matritarea pe langa faptul ca permit obtinerea unor piese cu forme si dimensiuni variate, asigura si imbunatatirea apreciabila a proprietatilor mecanice ale materialului, fapt ce face ca procedeul sa se utilizeze si pentru obtinerea unor piese supuse la solicitari deosebite: arbori cotiti, arbori in trepte, axe, biele, supape, parghii, flanse, discuri, roti etc. Prin materiale forjabile se inteleg toate metalele si aliajele care pot fi deformate plastic prin forjare, in scopul obtinerii unor piese sau semifabricate de configuratii si dimensiuni diferite. Cele mai folosite materiale sunt otelurile calmate (peste 80% din materiale ce se forjeaza). Se mai folosesc, de asemenea, metale si aliaje neferoase (aliaje pe baza de cupru, de aluminiu, de magneziu etc). Un rol important la intocmirea tehnologiei corecte de prelucrare prin forjare il joaca cunoasterea exacta a valorilor de plasticitate. Avantajele acestei metode constau in faptul ca permite ca deformarea plastica sa se efectueze in conditiile vitezei de deformare si schemei starii de tensiuni, identice cu cele de la refularea propriu-zisa in timpul forjarii. Materialele prelucrabile prin forjare pot fi sub forma de lingouri sau produse laminate. Forjarea libera. Acest procedeu se aplica fie in scopul imbunatatirii proprietatilor mecanice ale metalelor si aliajelor turnate, fie pentru obtinerea din lingouri sau semifabricate a unor piese de configuratii si dimensiuni date. Procedeele de forjare libera sunt foarte variate dar ele nu reprezinta decat combinarea a catorva operatii simple numite operatii de baza. Acestea sunt: refularea, intinderea, gaurirea, indoirea, rasucirea si taierea. Refularea este operatia de forjare libera prin care se realizeaza marirea dimensiunilor transversale ale semifabricatului pe seama micsorarii lungimii sau inaltimii initiale a acestuia.

10

Operatia de refulare se executa in urmatoarele scopuri: - pentru obtinerea unor piese de sectiune transversala mare din semifabricate cu sectiune transversala mica; - pentru obtinerea pieselor de genul flanselor, cu unul sau cu doua cepuri axiale; - pentru obtinerea pieselor de tipul rotilor dintate, discurilor etc. - ca operatie prealabila in vederea gauririi prin forjare. Intinderea este operatia prin care se mareste lungimea initiala a semifabricatului si se micsoreaza sectiunea transversala. In functie de scopul urmarit si configuratia semifabricatului sau a piesei finite se deosebesc mai multe variante:- intinderea simpla folosita la piese de tipul placilor;- intindere pe dorn cu scopul de a mari lungimea si de a micsora diametrul

exterior al unor piese cilindrice gaurite;- largirea pe dorn in scopul maririi diametrului exterior al unor piese goale la

interior. Gaurirea este operatia de forjare prin care se urmareste obtinerea unei gauri patrunse sau nepatrunse in semifabricatul sau piesa forjata. Operatia de gaurire se poate executa cu perforatoare pline numite dornuri (la gauri cu diametrul < 500mm) si cu perforatoare tubulare (la gauri cu diametrul >500mm). Indoirea este operatia prin care semifabricatul sau piesa forjata se curbeaza modoficandu-si axa longitudinala. Se pot obtine piese ca: culise, scoabe, carlige, corniere, suporturi, arbori cotiti etc. Taierea este operatia de detasare a unei parti din piesa forjata sau in separarea a doua piese forjate impreuna. Rasucirea este operatia de forjare libera, cu ajutorul careia o parte a semifabricatului se roteste in jurul axei longitudinale, cu un unghi a carui marime este determinata de forma si configuratia piesei. Operatia de rasucire poate fi executata simultan pe intreaga portiune de rasucire a piesei (cazul burghielor spirale), sau in trepte (cazul arborilor cotiti). La intocmirea procesului tehnologic de obtinere a unei piese prin forjare se pleaca de la calculul greutatii materialului necesar pentru forjare, dupa care se alege o succesiune logica de operatii si faze. Forjarea in matrita (matritarea). In comparatie cu forjarea libera, matritarea, prezinta urmatoarele avantaje: productivitatea ridicata, calitatea suprafetei buna, precizie dimensionala ridicata, permite obtinerea unor piese de complexitate mare, consum redus de material, fapt ce a permis ca in ultimul timp procentul de piese executate prin matritare sa creasca.

11

MASINI-UNELTE PENTRU FORJARE SI MATRITARE

Masinile – unelte folosite la forjare si matritare se impart in urmatoarele categorii : ciocane mecanice , prese si masini speciale. Ciocanele mecanice transmit brusc materialul ce se deformeaza energia cinetica a unei mase aflate in miscare .Actiunea brusca a ciocanelor asupra semifabricatului este insotita de aparitia zgomotelor , vibratiilor si caldurii .Timpul de lovire fiind scurt , presiunea de deformare nu are timp sa se transmita pana in interiorul pieselor , mai ales la cele mari. Pentru prelucrarea prin deformare a pieselor , in special de dimensiuni mici , s-a construit prese care actioneaza asupra metalului in mod static , forta de presare crescand lent de la zero la valoarea maxima.Presiunea de deformare in acest caz se transmite pana in interiorul materialului. Ciocanele si presele sunt masini cu character universal pretandu-se la prelucrarea prin deformare plastica a unei game largi de piese, in ceea ce priveste marimea si configuratia lor. Masinile speciale sunt destinate unei game reduse de piese, cu o anumita configuratie si de o anumita marime; ele pot lucra fie prin presare, fie prin lovire.

12

CONTROLUL DEFECTELOR PIESELOR DEFORMATE PLASTIC

Conditiile de calitate ale pieselor matritate se prevad in standarde , norme si desene de executie Pentru aprecierea diferitelor proprietati ale pieselor , dimensionarea , caracteristicile mecanice sau altele se folosesc , de obicei , doua aspecte : nivelul calitatii si uniformitatea calitatii. Conditiile de receptie, modul de prelucrare a probelor si numarul de incercari pe lotul de piese livrate sunt prevazute in STAS 1097/1-74 , STAS 1097-2-76 si STAS 1299-79. Controlul pieselor matritate include controlul geometric si controlul caracteristicilor mecanice. Controlul geometric are drept scop sa constate daca dimensiunile pieselor matritate corespund limitelor de toleranta prescrise cu cele de pe desenul piesei. Totodata, se controleaza daca piesa nu a suferit deformari, curbari etc. care nu se incadreaza in limite admise. Prin controlul mecanic se urmareste sa se constate daca piesele matritate au caracteristicile mecanice prevazute in standarde . Defectele de suprafata, microstructura, abaterile de la valorile caracteristicilor si proprietatilor fizico mecanice si tehnologice, ale pieselor forjate liber si in matrite sunt admise in limitele prevazute in STAS 6092-66.

13

NORME DE TEHNICA SECURITĂŢII MUNCII LA DEFORMAREA PLASTICĂ

A METALELOR

La forjarea libera si in matrite, deoarece se lucreaza cu piese de dimensiuni mari, la temperaturi inalte si cu utilaje care dezvolta forte mari in timpul lucrului se impugn masuri sporite de tehnica a securitatii muncii . Personalul muncitor va fi supus unui instructaj temeinic inainte de a i se incredinta o anumita munca in sectiile de forta, in scopul evitarii accidentelor si a bolilor profesionale. La forjarea libera si in matrita se verifica starea sculelor si a utilajelor. Daca se constata defectiuni la scule sau utilaje, acestea vor fi reparate inainte de a se folosi.In functie de natura defectiunii, reparatiile se executa de catre forjori sau de catre personalul de intretinere. Nicovala si matritele se curate de oxizi inainte de inceperea lucrului, fie cu aer comprimat, fie cu peria , insa nu se vor curata cu mana libera sau cu matrita. Se interzice forjarea metalului supraincalzit sau insuficient incalzit, deoarece devine fragil in primul caz si pot sari bucati sau isi pierde elasticitatea, in al doilea caz, transmitand la lovire vibratii puternice clestelui si respectiv muncitorului. Piesa trebuie asezata bine pe nicovala si in contact perfect cu aceasta; daca se executa taierea, atunci piesa se va aseza astfel incat linia dupa care se taie sa corspunda cu muchia nicovalei. Ciocanele de forjare libera si de matritare se vor monta pe fundatii corespunzatoare si elastice, pentru a diminua vibratiile puternice in timpul lucrului. Cilindrul ciocanului va fi prevazut cu dispozitive de siguranta, iar pedala de comanda a ciocanului va fi prevazuta cu aparatoare. Parghia de actionare a ciocanului trebuie sa fie prevazuta cu un dispozitiv de siguranta pentru mentinerea berbecului in pozitia ridicata sau coborata in timpul intreruperii lucrului.

14

La presele mecanice inainte de pornire se controleaza montarea matritei si a poansonului si se verifica starea de functionare a tuturor mecanismelor prin pornirea presei in gol. Se interzice manipularea pieselor cu mana sub berbecul presei; decuplarea presei este obligatorie dupa terminarea lucrului. Se interzice orice reparatie in timpul functionarii presei. Zonele periculoase ale masinii se vor proteja cu aparatori metalice. La transportul pieselor forjate si matritate se vor respecta urmatoarele masuri:- dispozitivele folosite trebuie supuse zilnic si periodic la revizii si incercari;- instalatiile de ridicat si transportul vor fi prevazute cu dispozitive de

semnalizare acustica;- dispozitivele pentru prinderea pieselor trebuie sa fie prevazute cu sigurante

pentru evitarea deschiderii acestora;- piesele forjate mici se transporta in cutii metalice cu electrocare sau autocare.

Cutiile metalice se supun reviziei, cel putin odata la trei luni;- piesele grele se transporta cu vagoane de cale ferata; viteza de circulatie a

vagoanelor in interiorul forjei nu trebuie sa depaseasca 2 km/h;- se interzice stationarea sau deplasarea sub sarcinile ridicate ale podului rulant.

15

BIBLIOGRAFIE

N. Anastasiu, E. Ariesanu, Gh. Peptea – Utilajul si tehnologia lucrarilor mecanice, manual pentru licee industriale si de filologie-istorie, clasele a IX-a si a X-a, partea a doua, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti1983

V. Jinescu, V. Marginean, G. Tanase, si altii – Utilajul si tehnologia meseriei, Lacatus constructii de masini, manual pentru clasele a XI-a si a XII-a, licee industriale, E.D.P., Bucuresti, 1992

V. Marginean, D. Teodorescu – Utilajul si tehnologia constructiilor mecanice, E.D.P., Bucuresti, 1985

Vasile Marginean, Ion Moraru, Dumitru Teodorescu – Utilajul si tehnologia meseriei – construcţii de maşini, manual pentru clasele a IX-a şi a X-a, licee industriale şi şcoli profesionale, anii I şi II, E.D.P., Bucuresti, 1985

Ion Ionescu si altii, Cultura de specialitate, Domeniul Mecanic, manual pentru clasa a IX-a, Scoala de Arte si Meserii, Editura Crepuscul, Ploiesti, 2004

16

Anexe

17

Scule utilizate pentru forjare

18

19

PRESA HIDRAULICĂ

PRESA CU FRICŢIUNE

20

PRESA HIDRAULICĂ CU

COLOANE

PIESE FORJATE ACŢIONATE DE MANIPULATOR