deformari plastice proiect

Upload: dan-murariu

Post on 11-Oct-2015

433 views

Category:

Documents


21 download

TRANSCRIPT

Tema proiectului

Universitatea Tehnic Ghe. Asachi IasiFacultatea de tiina i Ingineria Materialelor

Proiect la DisciplinaDeformarea Materialelor Forjabile

Iai 2010 - 2011

Tema de proiectare

Sa se proiecteze tehnologia si sculele necesare matritarii deschise pe ciocane a reperului cu denumirea BUTUC din marca de otel OLC 45 STAS 880-80 pentru executia unei serii de fabricatie n=6000 bucati.

Caracteristici ale temei de proiectare

1.Faza de proiectare:proiect tehnologic2.Caracterestici generale:matritare deschisa pe ciocane(matritare cu bavura)3.Continutul proiectului:3.1.Partea scrisa:-Stabilirea desenului de piesa matritata; Stabilirea semifabricatului initial si a regimului termic de incalzire; Proiectarea SDV-istica (scule,dispositive si verificatoare);-Planul de operatii;-Proiectarea si securitatea muncii la matritare3.2.Partea grafica:-desenul de piesa finita(functionala)-desenul piesei matritata-desenul de executie si de ansamblu a matritelor-desenul de executie si de ansamblu a dispozitivului de debavurare,perforare.

CAP 1 JUSTIFICAREA TEMEI DE PROIECTARE

Forjarea in matrita sau matritarea pe ciocane este unul din procedeele de prelucrarea plastic la cald in prelucrarea metalelor si aliajelor foarte des intalnit in practica mai ales pentru productia de serie mare.Piesele matritate pe ciocane ocupa un procentaj de 5060 din totalul pieselor matritate pe utilaje specific acoperind in mare masura necesarul de piese pentru constructia de masini.Matritarea pe ciocane este definite ca fiind procedeul de prelucrare la cald la care metalul se deformeaza simultan in tot volumul, curgerea acestuia fiind conditionata de legea minimei rezistente, respective de forma si dimensiunea locasului de matritare.Deformarea plastic prin matritare trebuie sa se produca in specialcu respectarea conditiilor care impugn obtinerea de structuri corespunzatoare.Sculele de deformare plastica propiu-zisa se numesc matrite, acestea constitue blocuri metalice din oteluri de scule pentru deformarea plastic la cald in care se construiesc locasurile de matritare (finisoare, pregatitoare, auxiliare).Matritarea se realizeaza pe ciocane pneumatic cu sabota fixa sau cu contra-lovitura(fara sabota).Matritarea deschisa se caracterizeaza prin formarea unei bavuri si schimbarea fibrajului in piesele matritate. Se pot folosi matrite cu un singur locas sau cu mai multe locasuri .Pe ciocanele cu contra-lovitura se folosesc matrite cu un locas. Pe ciocane cu sabota se pot folosi mai multe matrite.Matritarea deschisa poate fi unilaterala sau bilaterala. Prin matritarea bilaterala se obtin piese deosebit de complexe, procedeu frecvent intalnit in practica industriala.Dupa modul de obtinere a pieselor matritate, matritarea poate fi frontal(caracteristica pieselor din grupa a-V-a) sau longitudinala (pentru piesele cu axe lungi, din grupele I,II,III,IV si VI).Clasificarea este facuta dupa: forma planului de separatie, forma axei de separatie, forma axei principale, forma piesei si relatiile de gabarit in plan.Se pot matrita pe ciocane metale si aliaje feroase si neferoase.Alegerea procedeului de forjare liberasau in matrita este conditionata de seria de fabricatie. Forjarea in matrita este mai economica decat prin forjare libera.

CAP 2 TEHNOLOGIA FORJARII IN MATRITA

Tehnologia forjarii in matrita sau de matritare inseamna toate operatiile care preced matritarea propiu-zisa cat si cele care urmeaza matritarii.Matritarea propiu-zisa este una din operatiile de trecere a semifabricatului initial in produs matritat.

2.1Proiectarea formei tehnologice a piesei matritate

Reusita procedeului de matritare depinde de modul cum este conceput desenul de piesa matritata, acesta se stabileste plecand de la desenul de piesa finite la care se prevad adaosurile de prelucrare, adaosurile tehnologice si tolerantele dimensionale. Deasemena trebuie prevazute: inclinatiile de matritare, linia planului de separatie, razele de racordare.Desenul de piesa matritata prezinta suficiente informatii privind procesul de matritare propiu-zisa.Desenul de piesa matritata se traseaza la scara 1:1, daca anumite dimensiuni depasesc 650 mm se poate construe la scara 1:2.Pe desenul de piesa matritata mai pot fi precizate anumite conditii tehnice cum ar fi:-locul de determinarea a duritatii;-locul de marcare al pieselor;-locul de prelucrare al epruvetelor pentru incercari mecanice.

2.1.1Alegerea planului de separatie

La matritarea pe ciocane se adopta un singur plan de separatie si reprezinta planul de desprindere a celor doua matrite (superioara si inferioara) in vederea introducerii semifabricatului si respectiv scoaterea piesei matritate. Alegerea planului de separatie se realizeaza cu respectarea urmatoarelor trei conditii:1)scoaterea usoara a piesei din locasul finisor(se recomanda ca adanciturile si nervurile sa fie orientate pe directia inchiderii celor doua matrite-pe verticala);2)umplerea locasului finisor sa se realizeze prin refulare 3)pierderile de metal cauzate de inclinatiile de matritare sa fie minime.Se accepta de asemenea ca planul de separatie sa se aleaga la mijlocul inaltimii piesei matritate pentru a avea pierderi cat mai mici cauzate de inclinatiile de matritare.Se pot alege plane de separatie nerespectand cele trei conditii de mai sus, numai in situatii bine justificate tehnic si economic.

2.1.2.Stabilirea adaosurilor de prelucrare

Prin ados de prelucrare se intelegeacel plus de metal care se prevede pe anumite suprafete si care ulterior se elimina prin aschiere pentru a se obtine o anumitacalitate de suprafata(rugozitatea).Prelucrarea prin aschiere este determinata de urmatoarele trei conditii:1)pentru ca piesa functional sa aiba calitatea de suprafata corespunzatoare rolului functional;2)sa aiba aspect commercial;3)eliminarea tolerantelor pozitive care depasesc cota piesei matritate.Marimea adaosurilor de prelucrare depinde de dimensiunile piesei functionale, calitatea suprafetei semifabricatului de pornire, compozitia chimica a materialului metalic ce se deformeaza, conditiile de incalzire a semifabricatului, precizia de matritare ce o poate asigura ciocanul matritor etc.Adaosul de prelucrare se va calcula preliminar cu o relatie empirica:A=0,4+0,015h+0,0015l [mm]Unde: h inaltimea piesei l lungimea sau diametrul(valore maxima). A=0,4+0,01527+0,0015120=1,9850 mm => A = 2 mmMarimea adaosurilor de prelucrare prin aschiere se stabileste conform STAS 7670-83, a caror marime mai depinde si de:a)calitatea materialului metalic (a otelului ):Clasa : M1 - C 0,65% C 5% M2 C > 0,65% C > 5%b) masa piesei matritate: m;c) dimensiunile piesei matritate;d) clasa de precizie la matritare. La matritarea pe ciocane exista doua clase de precizie:clasa E de precizie ridicata si clasa F cu tolerante in limite normale;

e) complexitatea de forma: ; S < 1,0

mH - masa corpului geometric care include piesa matritata;

m = Vpm [kg]

= 7,850 [kg/]

Vpm =

Otelul folosit OLC 45 face parte din grupa M1 pentru ca are un procent de C < 0,65 si suma elementelor de aliere este mai mica de 5%.Compozitia chimica a otelul OLC 45 conform STAS 880-80:

CMnPmaxSmax

0,420,500,500,800,0450,040

Caracteristicile mecanice ale otelului OLC 45 conform STAS 880-80:

Tratament termic

Rezitenta la rupere, [N/]Limita la curgere,

[N/]Alungirea la rupere, A

[N/]Rezilienta, KCU

[J/]

Calire + revenire700 - 8404101439

Vpm=V1+V2-Vg

V1=18=203472

V2=27=71299.98

Vg==64114.875

Vpm = V1+V2-Vg =210657.105=0.220657

m = 7,8500.220657=1.732 kg

VH= =305208mm3 =0.305208dm3 mH=7,8500.305208=2.39588 kg

F

Se adopta grupa . S22.1.3.Stabilirea abaterilor limita(tolerante dimensionale)

Abaterile limita reprezinta devierea de la geometria si dimensiunea piesei matritate.Abaterile limita sau tolerantele dimensionale sunt determinate de o serie de factori:-inchiderea incompleta a matritelor;-deplasarea matritelor la nivelul planului de separatie;-uzura matritelor;-variatia temperaturii la sfarsitul matritarii.Abateri limita:-clasa de precizie F-conform STAS 7670/1-96,in functie de clasa de precizie:-masa piesei 1.1688 kg-dimensiunea maxima 120 mm-clasa S3Abateri limita: +2,1mm -1,1mm.

-dimensiunea minima 27 mmAbateri limita: +1,7mm -0,9mm 2.1.4 Stabilirea adaosurilor tehnologice Prin adaosuri tehnologice se intelege acel surplus de material prevazut pe anumite portiuni ale piesei matritate determinat de conditiile de matritare.In cazul matritarii deschise pe ciocane se considera urmatoarele surse pentru adaosurile tehnologice: 2.1.4.1.Inclinatiile de matritare

Inclinatiile de matritare permit scoaterea corecta si comoda a presei din locasul construit pe matrita.Din punct de vedere positional, inclinatiile de matritare pot fi interioare (valori mari) si exterioare (valori mai mici).Avand in vedere rolul diferit ale inclinatiilor interioare si exterioare in STAS 7670-83 se prevad valori diferite pentru acestea. Astfel la matritarea pe ciocane:

-

-

2.1.4.2.Razele de racordare

Razele de racordare la matritare permite pe langa o curgere corecta a metalului si o umplere completa cu metal a locasului de matrita. Deasemenea prin intermediul razelor de racordare se elimina acele zone cu muchii ascutite numite si concentratori de tensiune. Conform STAS 7670-83 se noteaza: r- raza interioara R-raza exterioaraCu cat razele de racordare sunt mai mari, cu atat locasul de matritare rezista la uzura, respectiv creste durabilitatea matritelor. In schimb atunci cand razele de racordare au valori mici, colturile matritei se deformeaza la incalzire si ingreuneaza extragerea piesei.

Se adopta din [1], tab 11, pag 66: r =4mm;R=2mm

2.1.4.3.Bavura si canalul de bavura

Bavura si canalul de bavura reprezinta acel plus de metal (adaos tehnologic) care se elimina ulterior (dupa obtinerea piesei matritate) prin operatia de debavurare.Rolul bavurii este de a opune rezistenta la curgerea metalului in magazia bavurii, astfel incat mai intai sa se umple cu metal cavitatile matritei,iar plusul de metal sa fie colectat in magazia bavurii.

Dimensiunile si ale zonei de strangulare transversale sa asigure mai intai umplerea cu metal a matritei si apoi sa permita trecerea metalului in bavura.

Dimensiunile si asigura trecerea metalului in magazia bavurii.Plusul de metal este cauzat de tolerantele positive a semifabricatului laminat si de asemenea tolerantele positive rezultate la operatia de debitare.In practica proiectarii se folosesc sase variante de canale de bavura. Acestea fac referire la piese matritate cu geometrii deosebit de complexe la care se obtin bavuri mari sau bavuri simple pentru piese mai putin solicitate la functionare.

Volumul bavurii se poate calcula cu relatia:

Vmcb = k Ab Pb []Unde: k-coeficientul de umplere al canalului de bavura;k = 0,60,8Ab- aria canalului de bavura

A1+A2 = Ab=+

A1 defineste suprafata canalului de bavura in zona de strangulare, aceasta este definite de dimensiunile si .

A1=

A2 defineste parte din suprafata canalului de bavura in zona magaziei bavurii, aceasta zona are diemnsiunile si .

A2 = Pb- perimetrul bavurii se defineste ca fiind lungimea desfasurata ce trece prin central de greutate G a canalului de bavura.Pb=2(R+y(xG))R=Dpm/2

y(xG)=

y(xG)= mm

Se adopta k =0,7Se determina inaltimea zonei de strangulare cu relatia:

=0,015Spm [mm]

Spm-suprafata piesei matritate la nivelul diametrului

Spm=

Spm=

=0,015=1.706Se adopta din [1], tab 12, pag 76

=2 mm =>

=4 mm

=9 mm

=22.5 mmAria canalului de bavura:

A1= =92=18

A2 = =22.5=112.5

Ab=18+112.5=130.5

Perimetrul bavurii:

y(xG)= =R = 120/2 = 60 mmPb=2 (60+1.23) = 384.52 mm

Vmcb = k Ab Pb = 0,7 130.5 384.52 = 35125.90 =0.0351

=7,850,0351=0,275 kg 2.1.4.4.Membrana pieselor gaurite prin matritare

Conform STAS 7670-83 pentru piesele functionale la care exista gauri 30 mm trebuie facuta gaurirea prin matritare. Prin matritare nu putem gauri strapuns ca in cazul gauririi cu burghiului sau cu alezorul. Intotdeauna ramane un rest de metal numit puntita.Pentru determinarea grosimii de membrane se va folosi relatia:

[mm]d-diametrul gaurii (la partea superioara), in mm;h-inaltimea gaurii pana la nivelul planului de separatie,mm.d = 48.9 mmh = 15.6 mmhm=0.45

41.8 mm

Vm=

M m=7.85kg

CAP 3 TRASAREA SI COTAREA DESENULUI DE PIESA MATRITATA

Desenul de piesa matritata, pe langa geometria si dimensiunile piesei, prezinta suficiente informatii de ordin tehnologic privind procedeul de matritare adoptat si respectiv a operatiilor pregatitoare ce preced si care succed matritarii propiu-zise.Desenul de piesa matritata se obtine plecand de la desenul de piesa finite la care se prevad adaosurile de prelucrare, adaosurile tehnologice si tolerantele dimensionale. Deasemenea, pentru executia matritelor trebuie sa se prevada pe desenul de piesa matritata separatia matritelor (linia planului de separatie) sis a se tina seama, pentru locasul finisor (cel cu bavura), de contractia materialului metalic ce se matriteaza.In general pentru conceperea corecta a desenului de piesa matritata se recomanda urmatoarea ordine de lucru:-studiul desenului de piesa finite si cunoasterea bazelor de cotare;-analiza rolului functionalal piesei in ansamblul respectiv si satabilirea orientarii fibrajului in piesa respentiva;-stabilirea planului de separatie al piesei matritate,respectiv al matritei, pentru un procedeu de matritare economic propus;-trasarea cu linie punct conventionala conturului piesei finite si cu linie continua (groasa) conturul piesei matritate;-stabilirea conform STAS 1299-89 a grupei dimensionale pentru piesa matritata si a clasei de precizie la matritare;-stabilirea conform STAS 7670-83 si 7670/1-96 a adaosurilor de prelucrare si abaterilor limita;-constructia desenului de piesa matritata la scara, respectand regulile desenului tehnic industrial, cu stabilirea inclinatiilor de matritare, a razelor de racordare si a altor elemente geometrice ce rezulta prin constructive,pentru piesa matritata;-determinarea tuturor dimensiunilor si cotarea piesei matritate.Acolo unde este cazul se pot prevedea adaosuri pentru gaurile decentrate, adaosuri pentru epruvete de incercari mecanice etc.Pe desenul de piesa matritata mai pot fi indicate conditii tehnice special referitoare la receptia acestuia:-se indica locul unde se poate indica duritatea;-se indica locul unde controlorul poate aplica poansonul, care certifica efectuarea C.T.C.;-se indica locul unde se vor preleva epruvetele pentru incercari mecanice;-se indica marimea grauntelui de austenita pentru piese puternic solicitate mecanic in fuctionare.

CAP 4 DETERMINAREA MASEI SI FORMEI SEMIFABRICATULUI INITIAL

Pentru determinarea masei semifabricatului de pornire se ia in calcul masa piesei matritate (care include masa piesei functionale, masa adaosurilor de prelucrare si a adaosurilor tehnologice), masa pierderilor prin adaosuri tehnologice suplimentare de metal-bavura si membrane (pentru piese gaurite prin matritare) si masa pierderilor prin oxidare (ardere), la incalzirea in vederea matritarii.Prin forma semifabricatului de pornire se intelege atat geometria sectiunii transversal, cat si raportul dintre lungimea si grosimea acestuia (diametrul sau latura).Fata de cele mentionate anterior, pentru determinarea masei semifabricatului de pornire,la matritarea deschisa, se poate utilize relatia:Msp=Mpm+Mb+Mm+MaMpm-masa piesei matritate;Mb-masa bavurii;Mm-masa membrane;Ma- masa pierderilor prin arderi sau oxidare se determina ca fiind: Ma=(0,020,04)MtMa=0,031.732=0,051 kgMsp=1.732+0,275 ++0,051=2.122kg

4.1.Semifabricate laminate de sectiune constanta

Semifabricatele laminate de sebtiune constanta au ponderea cea mai mare in productia de piese matritate. Pentru proiectul de an se vor folosi bare laminate de sectiune rotunda conform STAS 333, diametrul semifabricatului de pornire se calculeaza cu relatia:

[mm]

-diametrul semifabricatului de pornire;Vsp-volumul semifabricatului de pornire;m-coeficient de flambaj;m=(1,52,5)se adopta m=2

Vsp=

Vsp=

Se adopta =54mm conform STAS 333.

Numarul de bucati rezultat din bara laminata:

N=

=7000mm

CAP 5 DEBITAREA SEMIFABRICATELOR

Prin debitare se intelege procedeul de divizare a barelor laminate de sectiune constanta in doua sau mai multe bucati in functie de dimensiunile semifabricatului initial sau de pornire.In sectiile de forja debitarea poate fi realizata prin forfecare, rupere cu fierastraul sau cu flacara oxiacetilenica.Faptul ca prima operatie in procesul de matritare este refularea se va adopta debitarea cu fierastraul circular. Aceasta deoarece ne intereseaza sa obtinem o suprafata debitata cu o buna planeitate incat sa avem stabilitatea semifabricatului in procesul de matritare.Fierastraul circular utilizeaza ca scule de taiere panzele disc, care pana la diametrul de 300 mm sunt de constructive monobloc, iar pentru diametre mai mari sunt cu dantura amovibila(din doua bucati).Pentru operatia de debitare se folosesc panze disc conform STAS 6734/2-84.Se considera ca latimea b este egala cu 1 mm la fiecare 100 mm a diametrului panzei disc:D=300500 mm => b=35 mm

D3

D = Se adopta conform STAS 6734/2-84 D = 315=>b`=3,15 mmParametrii procesului de debitare sunt:

-viteza de taiere ()

-viteza de avans ()

= [mm/min]D diametrul panzei disc/6734/2-84,mmn numarul de rotatii pe minut

Se adopta din [1],tab 21, pag 114 in fuctie de rezistenta la rupere =15m/min

n= [rot/min]

=azn [mm/min]a avansul pe un singur dinte;z numarul de dinti conform STAS 6734/2-84a=0,050,2 mmAdoptam a = 0,2mmSe adopta conform STAS 6734/2-84 z =128

=0,212816=409.6mm/min

CAP 6 REGIMUL TERMIC LA INCALZIREA SEMIFABRICATELOR IN VEDEREA MATRITARII Pentru o buna curgere a metalului in locasul de matrita, semifabricatul initial trebuie sa aiba o buna plasticitate si rezistenta la deformarea plastica cat mai mica, acest lucru se realizeaza prin incalzire.In sectiile de forja pentru incalzirea semifabricatelor se folosec instalatii de incalzire cu combustibil gazos sau cele care folosesc energia electrica: incalzirea prin inductie sau rezistenta electrica.Odata cu cresterea temperaturii plasticitatea creste, capata un punct de maxim ca apoi sa scada. In schimb rezistenta la deformarea plastic scade continuu cu cresterea temperaturii.Pentru determinarea regimului termic se pot folosi tehnici precise de calcul sau calculi simplificate folosite frecvent in practica proiectarii. Valorile pentru Tid si Tsd in fuctie de calitatea otelului se prezinta in [1], tab 24, pag 131. Pentru calculul regimului termic se va folosi o metoda simplificata de calcul.

[h]

- coeficient ce tine seama de starea semifabricatului

=1020Valoarea limitei inferioare 10 se adopta pentru semifabricatele laminate iar valoarea limitei superioare 20 pentru semifabricatele turnate (lingourile).

- modul de asezare al semifabricatelor pe vatra cuptorului;

Se adopta din [1],tab 24, pag 131 Tid=1200C si Tsd=800C .Tid temperatura de inceput de deformareTsd temperatura de sfarsit de deformare

Se adopta =10, iar =2.

=20CTcupt=Tid+(50150)Tcupt=1200+100=1300C

=54 mm=0,054 m

[ C/min]

=

=800 20 = 780 C

=

= = 400 C

[min]

= 10.03+2.57=12.60

=+ => =-

=15.05-12.60=2.45min

=KKg [min]K=f(Tid)0,12Kg- factor geometric ce tine seama de dimensiunile semifabricatului;

= 0,12 22.30=2.67min

CAP 7 CLASIFICAREA SI GEOMETRIA PIESELOR FORJATE IN MATRITA PE CIOCANE

Pentru conceperea corecta a tehnologiei de matritare pe ciocane, respective pentru stabilirea semifabricatului optim in vederea matritarii si dimensiunilor corespunzatoare a matritei, se ia in considerare urmatoarea clasificare a pieselor matritate pe ciocane.Criteria de clasificare:-forma planului de separatie;-forma axei principale;-forma piesei ce se matriteaza.In functie de cele trei criterii piesele matritate pe ciocane se impart in sase grupe principale.

CAP 8 FORJAREA IN MATRITA

Prin forjarea in matrita intelegem deformarea plastic prin presiune la cald a metalelor si a aliajelor la care curgerea se realizeaza simultan in intreg volumul. Alegerea procedeului de forjare: libera sau in matrita este conditionata de seria de fabricatie a pieselor.

8.1.Clasificarea locasurilor de matritare

Deformarea in matrite prevazute numai cu un singur locas este caracteristica pentru piesele din grupa a V-a. Matritarea intr-un singur locas se recomanda si pentru piese cu dimensiuni mari, indiferent de grupa din care fac parte, atunci cand realizarea acestor piese pe matrite au mai multe locasuri nu este potrivita din punct de vedere tehnic sau economic.

CAP 10 PROIECTAREA, CONSTRUCTIA SI DIMENSIONAREA MATRITELOR

10.1.Constructia locasurilor de matritare

10.1.1.Locasul finisor sau de finisare

Locasul finisor se construieste dupa negativul piesei matritate cu cote la cald. Deasemenea la constructia locasului finisor trebuie sa se tina seama si de adaosul de contractie sau de dilatatie. Este singurul locas care are canal de bavura. De regula locasul finisor se amplaseaza in central de greutate al matritei. Aceasta face ca la nivelul tijei ciocanului sa nu avem momente de forfecare.Adaosul de dilatatie variaza in functie de calitatea materialului metalic in limitele 11,8%. Pentru adaosul de contractie se va consulta tab 44, pag 202 din [1].Dilatatia 1,4%Contractia 1%

10.1.2.Locasul de refulareLocasul de refulare se construieste numai in cazul matritarii frontale. Lipsa acestui locas conduce la folosirea semifabricatelor de diametre mari si inaltime mica. Aceasta face sa avem pierderi mari la operatia de debitare si consum sporit de energie.Locasul de refulare se construieste pe unul din colturile matritei ramase liber (in raport de locasul finisor sau alte locasuri pregatitoare).

=54 mm

=119 mm

m= [1,52,5]

==22.03

[mm]

(1,11,2)Hpm

BR=(1,151,20) Hpm=31.2 mm

=128.23 mm

1,1 31. = 34.32 mmR=1,2 184 = 221 mmD1==81.73 mm

10.1.3 Locasul pentru cleste

Acest locas face parte din categoria locasurilor auxiliare si in care nu se produce deformarea plastica propiu-zisa a metalelor. Acest locas serveste pentru introducerea semifabricatului initial in locasul finisor in vederea deformarii plastice sau ca palnie de turnare (a unor aliaje usor fuzibile) in vederea verificarei formei si dimensiunilor piesei matritate. Dimensionarea acestui locas, cand serveste ca palnie de turnare, se face pe baza masei piesei matritate iar atunci cand serveste pentru introducerea semifabricatelor sau scoaterea piesei matritate se dimensioneaza tinand seama de geometria si suprafata semifabricatului de pornire.Pentru cavitatea de cleste se va adopta din [1], pag 231, tab 48 (pozitia a doua de constructie a locasului-cazul matritarii frontale).

b=2

- v. Tabelul 12;

B=(1,301,50) H=1,20B

=2,0b = 2 2 = 4 mmB=1,4 54 = 61.56 mmH= 1,2 109 = 131mm

10.2.Ghidarea si centrarea matritelor

In timpul procesului de matritare exista riscul de deplasare a celor doua matrite una in raport cu cealalta. Daca aceasta deplasare la nivelul planului de separatie depaseste limitele de toleranta admisa piesele pot fi rebutate.In cazul matritarii pe ciocane ghidarea sau centrarea matritelor se realizeaza cu asa numiti umeri de ghidare. In cazul matritarii frontale umerii de ghidare au forma cilindrica ceea ce inseamna in fapt centrarea pe con sau pe conicitate.

B calculat=+2()

tg = xSe considera grosimea umarului BghidareSHg inaltimea umarului de ghidareHg = 40 mm , conform tabelului 52, pag 256, din [1]. = 5r = 6 mmR = 8 mmx = 45 0,08 = 3,6B calculat=128+2(10+28+3,6+70)=351.2 mm

10.3.Amplasarea locasurilor in matrita

La amplasarea locasurilor in matrita se va tine seama de urmatoarele criterii:-consum cat mai mic din suprafata utila a matritei;-lipsa momentelor incovoietoare la nivelul tijei ciocanului;-reusita procesului de matritareLocasul finisor se plaseaza pe suprafata matritei asa fel incat central geometric de greutate al matritei sa coincida cu central de presiune al locasului matritor. Prin centrul de presiune a locasului matritei se intelege punctual de aplicatie al rezultantei tuturor fortelor ce lucreaza in procesul de matritare. Altfel spus central de greutate si cel de presiune coincide si se afla pe axa tijei ciocanului. In acest fel se evita momentele de forfecare. Grosimea S se va determina in conditia lipsei forfecarei dintre locasul de refulare si cel finisor.

10.4.Dimensionarea matritelor

Matritele folosite pe ciocane se dimensioneaza in asa fel incat sa se asigure o durabilitate maxima a acestora la consum cat mai mic de metal in blocul de matrita. Principalul element de care se tine seama la dimensionarea matritelor este oglinda matritei. Oglinda matritei este acea suprafata ramasa libera neafectata de locase si canal de bavura. Denumirea de oglinda a matritei este improprie si este determinata de prelucrarea deosebit de ingrijita a acesteia (lustruire Ra=14 m).Marimea oglinzii matritei este determinata de grosimea de perete dintre locasuri sau dintre locas si exteriorul matritei. Grosimea de perete se verifica la forfecare si depinde de o serie de factori printre care se mentioneaza materialul din care este confectionata matrita, tratamentul termic al acesteia, modul de lubrefiere etc.

S= [mm]h adancimea locasului de matritareh=61mm

=7 cos 7=0,99R=5

=0 cos 0=1S= = 27.33 mm Inaltimea matritei (H) se determina in functie de adancimea maxima a locasului si de grosimea de perete.

H=f(,S)H=150 mm , conform tabelului 49, pag 246 din [1].

=25 mmPentru cele doua matrite (inferioara, superioara) se verifica si inaltimea in stare asamblata (H1). Neavand valoarea corecta pentru H1 exista riscul micsorarii cursei ciocanului sau chiar neinchiderii matritelor.

=211 mm conform tabelului 50, pagina 247 din [1].

10.5.Dimensionarea elementelor de asamblare si de transport a matritelor

Fixarea pe ciocane a matritelor se realizeaza prin intermediul penelor longitudinale si transversale. Rolul penelor transversal este de a centra ansamblul de matritare incat axa acestora in plan vertical sa coincida cu axa tijei ciocanului.Pentru constructia penelor longitudinale si transversale se recomanda sa se foloseasca oteluri carbon de calitate din clasa celor de imbunatatire, conform STAS 880. Dimensionarea lor se face in fuctie de lungimea berbecului sau a suportului matritei inferioare.Pentru transportul matritelor se prevad pe fetele frontale gauri pentru bolturile de transport.Gaurile de transport a matritelor se obtin prin burghiere si au diametrul d=25 mm pentru matrite cu masa pana la 2000 kg si 40 mm pentru matritele cu masa mai mare de 2000 kg.

10.7.Materiale pentru constructia matritelor

La matritarea pe ciocane matritele sunt puternic solicitate atat din punct de vedere mechanic cat si termic. Aceste solicitari sunt cauzate in special de presiuni mari de deformare a metalului si de regimul termic de matritare.Astfel materialul metalic pentru constructia matritelor trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:-rezistenta mare la uzura atat la rece cat si la cald;- oxidare cat mai redusa;- stabilitate dimensionala;- caracteristici mecanice ridicate;- aschiabilitate ridicata;- sa i se poata aplica un tratament termic simplu si eficient;- cost redus.Pentru constructia matritelor se folosesc de obicei oteluri aliate pe baza de Cr si Ni.Aceste oteluri folosite in constructia matritelor au temperaturi scazute de revenire 450-500C si nu se folosesc pentru constructia de matrite pentru piese cu geometrie complexa.Am ales pentru constructia matritelor otelul aliat MoCrNi15 STAS 36N-86.

Alegerea ciocanului matritor

Pentru forjarea in matrita se pot folosi fie ciocane cu sabota fixa sau cu contralovitura (2 berbeci mobili). In cazul ciocanelor cu contralovitura matritarea este posibila utilizand matrite cu un singur locas. Cand avem matrite cu mai multe locasuri se vor folosi ciocane cu sabota fixa.Ciocanul matritor se alege in functie de masa piesei matritate.Am ales ciocanul matritor cu sabota fixa CM 2000 conform tabelului 68, pagina 291 din [1].

Ciocanul matritorCodificarea ciocanuluiMasa partii cazatoare,kgEnergia de lovire E,MJMasa maxima a piesei matritate, kg/bucCapacitatea de productie medie,t/an

Cu sabota fixa CM630 6300,0180 0.5 300

Dimensiunile caracteristice ale cozilor de randunica se aleg in functie de masa partii cazatoare a ciocanului conform tabelului 64, pagina 286 din [1].

Masa partii cazatoare a ciocanelor,kgaheKR

12502005250556

Debavurarea si perforarea pieselor matritate

Debavurarea si perforarea sunt operatii ulterioare matritarii pe langa altele cum ar fi calibrarea, curatirea de oxizi, tratamentul termic, indepartarea si controlul ethnic de calitate.Prin debavurare se intelege operatia de inlaturare a membrane in cazul pieselor gaurite prin matritare. Debavurarea ca operatie consta in asezarea pieselor cu bavura pe o stranta (placa de taiere) a carei muchii taietoare urmareste in tocmai conturul piesei matritate in planul de separatie. Prin apasarea piesei (cu ajutorul puansonului) se realizeaza separarea bavurii de piesa.Debavurarea si perforarea se realizeaza pe prese mecanice cu excentric sau pe prese hidraulice verticale.Aceste doua operatii se efectueaza fie la cald (temperature de sfarsit de matritare) fie la rece (temperatura mediului ambiant). Debavurarea si perforarea la cald este obligatorie pentru piese din otel cu procentajul > 0,45% C , sensibile la fisurare. In aceasta situatie productivitatea presei de debavurat se reduce la cea a ciocanului matritor.Pozitiile 1, 2 si 3 din plansa numarul 4 se construiesc din aceeasi caliatate de otel ca si matritele, deasemenea tratamentul termic pentru elementele active ale dispozitivului de debavurare, perforare (pozitiile 1, 2 si 3) se supun tratamentului termic de imbunatatire. Inaltimea puansonului de perforare rezulta din conditia de flambaj.

[KN]K=1,51,7K coefficient ce tine seama de conditiile practice de forfecare

f0,8R

Valoarea pentru rezistenta medie la sfarsit de deformare (R) se va alege din [1], tabelul 74, pag 312.

Sf= [mm]Sp=K f Sf [KN]

Sf= [mm]K=1,6

R=11f8,8

=186+1861/100=188 [mm]Sf=3,141883=1771 mm

=24935,68 [KN]

=38 +381/100=38,38 [mm]

Sf=3,1438,387=843,59 [mm] Sp=1,6 8,8 843,59=11877,74 [KN]

Daca debavurarea se realizeaza ca operatie separata trebuie ca forta presei sa fie mai mare sau egala cu forta de debavurare. Daca cele doua operatii debavurarea si perforarea se realizeaza simultan rezulta:

[KN]

Masuri de protectia si securitatea muncii in sectiile de forje

In Romania, protectia muncii constitue o problema de stat si face parte integranta din procesul de munca avand ca scop asigurarea celor mai bune conditii de lucru, prevenirea accidentelor de munca si a imbolnavirilor profesionale. Cunoasterea si respectarea normelor de protectie a muncii este obligatorie pentru toti cei ce participa direct sau indirect la procesul de productie, incepand de la proiectarea cladirilor industrial si utilajelor, continuand cu intocmirea proceselor tehnologice si terminand cu cei ce lucreaza direct in procesul de productie.Pentru a avea un character unitar, si in acelasi timp pentru a putea tine seama de specificul proceselor de productie, normele de protectie a muncii se impart in: norme republicane si norme departamentale.Tinand seama de schimbarile continui ce au loc in sectiile de productie, rezulta ca si normele de protectie a muncii, indeosebi instructiunile proprii de protective a muncii, trebuie sa fie mereu adaptate noilor conditii de munca.Prin modul de proiectare si executie a cladirii, precum si prin felul de alegere si amplasare a utilajelor, lucrul in sectiile de forje trebuie sa se desfasoare in conditii corespunzatoare din punct de vedere igienico-sanitar si cu minim de effort. In acelasi timp, posibilitatile de producere a accidentelor de munca trebuie sa fie cat mai reduse sau chiar anulate.Din punct de vedere al efortului fizic necesar pentru efectuarea operatiilor de deformare plastic prin: forjare, matritare, precum si a operatiilor auxiliare ca: incalzire, transport, manipulare etc., distanta dintre utilaje trebuie sa fie cat mai mica, iar acestea sa fie amplasate in ordine de executie a operatiilor.Utilajele din sectiile de forje se amplaseaza in functie de fluxul tehnologic cel mai rational, evitandu-se pe cat posibil incrucisarile la transportul semifabricatelor sau al pieselor, precum si blocarea usilor si a cailor de acces. Amplasarea judicioara a utilajelor in flux continuu si fara incrucisari, pe langa reducerea efortului fizic si a pericolelor de accidentare, contribuie in foarte mare masura si la cresterea productivitatii muncii.

BIBLIOGRAFIE

[1] Susan M. Deformarea metalelor prin forjare, Bazele proiectarii pieselor forjate in matrita pe ciocane. Tehnopres, Iasi 2002;[2] Badea S. Forjarea in matrita, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti 1988;[3] Moldovan V., Maniu A. Utilaje pentru deformarile plastice, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti 1982;[4] Alexandru I. si altii. Alegerea si utilizarea materialelor metalice, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti 1987;[5] STAS 300-83, STAS SR 7670/1-96, STAS 7634/2-84.

2