Prelucrarea materialelor prin tragere

Student: Tuta Dan

Universitatea din Pitesti,

Facultatea de Mecanica si Tehnologie, I.T.T.,

grupa 3.1.2.

I. Deformarea plastica  este o metoda de prelucrare prin care, in  scopul obtinerii unor piese

finite sau semifabricate, se realizeaza deformarea permanenta a materialelor in  stare solida (la

cald sau la rece) fara fisurare micro sau macroscopica.

            Avantaje

        proprietati mecanice imbunatatite datorita unei structuri omogene si mai dense;

        consum minim de materiale;

        precizie mare de prelucrare (mai ales la deformare plastica la rece);

        posibilitatea obtinerii unor forme complexe cu un numar minim de operatii si

manopera redusa;

        posibilitate de automatizare (linii de automatizare + celule flexibile de

fabricatie );

Dezavantaje

      investitii initiale mari in  ceea ce privesc utilajele folosite;

      necesitatea unor forte mari pentru deformare;

            Dupa temperatura la care are loc deformarea distingem :

                        - deformare plastica la cald;

                        - deformare plastica la rece;

            Deformarea se considera plastica daca eforturile unitare datorate fortelor de prelucrare

tehnologica sunt peste limita de curgere conventionala (efortul unitar caruia ii corespunde o

deformare remanenta de 0,2% ,  0,2 ).

            Mecanismele intime ale deformatiilor plastice se realizaeza prin:

            Intarirea (Ecruisarea) este ansamblul fenomenelor legate de modificarea proprietatilor

mecanice, fizice ale metalelor in  procesul de deformare plastica la rece.

            Intarirea se poate interpreta ca fiind datorata acumularii deformatiilor elastice care  creaza

o stare de tensiune care ingreuneaza procesul deformarilor plastice.

            O alta cauza a intaririi este cresterea franarii miscarii dislocatiilor odata cu cresterea

gradului de deformare.

            Mecanismul deformarii la cald are loc ca si in cazul deformarii la rece prin alunecare si

maclare.

            Starea de intarire caracterizata in special printr-o rezistenta si duritate marita, plasticitate

micsorata. Constituie o stare la care marirea gradului de deformare este greoaie sau imposibila.

Pentru a impiedica aparitia timpurie a acestei stari  si pentru a usura procesul de deformare

plastica se procedeaza la incalzirea materialelor.

II.   TRAGEREA MATERIALELOR METALICE

1. Principiul tragerii

            Tragerea este procedeul de deformare plastica a materialelor sub actiunea unei forte de

tractiune pentru obtinerea barelor, sarmelor sau a tevilor , prin trecerea fortata a unui material

ductil printr-o matrita a carei sectiune este mai mica decat sectiunea initiala a materialului.

            Procedeul aplicat la tragerea sarmelor se numeste trefilare, iar matrita se numeste filiera.

Valoarea reducerii de sectiune este cuprinsa intre 10 si 45%, putand ajunge pana la 95 %.

2. Bazele teoretice ale tragerii

2.1. Calculul preliminar

            A0, l0, d0 - dimensiunile initiale ale semifabricatului;

            A1, l1, d1 - dimensiunile finale ale produsului rezultat prin tragere;

Reducerea de sectiune absoluta se exprima prin relatia: 

Reducerea de sectiune relativa se exprima prin relatia: 

Reducerea procentuala de sectiune se exprima prin relatia: 

Reducerea absoluta este data de relatia : 

Reducerea relativa este data de relatia : 

Reducerea procentuala este data de relatia : 

Coeficientul de reducere a sectiunii este dat de relatia: 

La tragere modificarea sectiunii semifabricatului se produce sub actiunea fortelor

transversale exercitate de peretii filierei (matritei).

            Pe masura ce materialul avanseaza in  filiera intreaga masa a semifabricatului sufera o

deformare plastica sub actiunea fortelor de compresiune care iau nastere prin tragere. La iesirea

din filiera materialul este intarit si va trebui tratat termic (recoacere).

            Expresia fortei de tragere este data de relatia (determinata experimental) :

               

unde:    - F = forta de tragere;

            -  m = rezistenta medie de deformare;

            - C = constanta in  functie de coeficientul de frecare intre metal si filiera si unghiul

deschiderii 2 .

2.2. Factorii care influenteaza tragerea

Factorii care influenteaza tragerea sunt :

1.   viteza de tragere (pentru oteluri este de 90-120 m/min, iar pentru cupru 150-

300m/min);

2.   materialul sculei;

3.   caracteristicile de forma ale sculei;

4.   lubrifiantul folosit;

5.   gradul de tensionare al materialului;

6.   calitatea suprafetei semifabricatului;

            Prin tragerea la rece se realizeaza o puternica ecruisare a materialului care duce la

cresterea  rezistentei la rupere si la scaderea alungirii la rupere si a gatuirii Z, iar sudabilitatea

materialului scade si ea.

            Cu cat gradul de deformare este mai mare cu atat modificarea proprietatilor sunt mai

accentuate. Pentru inlaturarea efectelor negative ale tragerii se recomanda executarea unui

tratament termic de recoacere.

2.3 Filiera

            Se cunoaste ca principala scula folosita in  procesul de tragere este filiera, de ea

depinzand atat calitatea produsului tras cat si randamentul masinii.

            Durabilitatea unei filiere depinde de materialul din care este confectionata si de

tehnologia de executie a orificiului filierei.

 Zonele orificiului filierei sunt:

1.   conul de prindere ;

2.   con de ungere;

3.   con de deformare;

4.   cilindru de calibrare;

5.   con de degajare;

6.   con de iesire;

            La iesirea din cilindrul de calibrare, materialul sufera o revenire elastica motiv pentru

care se executa conurile de degajare si iesire, pentru a impiedica ruperea materialului.

            Daca semifabricatul initial este mai mare decat 10 mm atunci scula pentru tragere se

numeste matrita. Duritatea suprafetei orificiului de tragere este de 60 … 65 HRC.

            Masinile de tras se clasifica dupa urmatoarele criterii:

A. Dupa dimensiunile produselor trase:

                                                Masini pentru tras:  - sarma;

                                                                                - tevi;

                                                                                - bare;

B.  Dupa modul de asezare al tobelor de tras:

                                                Masini de tras   - cu tobe orizontale;

                                                                        - cu tobe verticale;

 Daca tragerea se realizeaza asupra barelor si tevilor cu diametru initial mai mare de 10 mm,

atunci scula se numeste matrita. Daca tragerea se realizeaza asupra barelor si tevilor cu diametru

initial mai mic de 10 mm, atunci procedel se numeste trefilare, iar scula filiera.

Filierele pentru trefilarea sarmelor ultrasubtiri (sub 0,2 mm) se confectioneaza din dimant

tehnic. Pentru tragerea produselor de diametru mare matritele se realizeaza din otel de scule si

aliaje dure. Duritatea suprafetelor active trebuie sa fie de 60 – 65 HRC.

2.4. Tehnologia tragerii

            Procesul tehnologic de tragere la rece  are urmatoarele etape:

1.   Pregatirea materialului (inlaturarea oxizilor);

2.   Tragerea propriu-zisa;

3.   Tratament termic de recoacere;

4.   Control.

            Sarmelor cu peste 0,25% C li se aplica un tratament termic de “patentare” care consta din

incalzire pentru austenitizare urmata de o racire cu o viteza controlata sau de introducere in  baie

de plumb la 600 K pentru a se forma o structura perlitica fina.

2.5. Tragerea tevilor

            Tevile rezultate prin laminare sau alte procedee de prelucrare sunt adeseori finisate prin

tragere la rece.

            Tragerea la rece se utilizeaza pentru a obtine tolerante dimensionale stranse si o buna

suprafata. De asemenea se obtine o imbunatatire a proprietatilor mecanice prin ecruisare.

            Instalatia de tragere poarta denumirea de banc.

            Suprafata interioara a tevilor se sprijina prin dorn.

3.     Instalatii pentru tragere

            Instalatiile de tragere sunt :

Bancurile de tragere  – acestea pot fi : cu cremaliera, cu lant, hidraulice, cu cap revolver.

Sunt utilizate pentru tragerea barelor, tevilor sau a diverselor profile.

Instalatii de trefilare  – sunt destinate tragerii sarmelor. Ele sunt simple (cu o singura

filiera – fig.5) sau multiple (cu mai multe filiere).

            Semifabricatul (1 – fig.3) este tras prin matrita (2) cu ajutorul dispozitivului de tragere (3)

montat pe caruciorul (4) care se deplaseaza pe batiul (5). Caruciorul este antrenat de lantul Gall

(6) pus in miscare de roata de antrenare in stea (7).

            Bancurile de tragere dezvolta forte de tragere de 1,5 – 2 daN, ceea ce permite tragerea

barelor cu diametru de pana la 150 mm si a tevilor cu diametru de pana la 200 mm. Se pot trage

simultan pana la 10 bare,

            Semifabricatul (1 –fig.4) este tras prin matrita (2) de mandrinele (4 si 5) ce actioneaza

succesiv, realizand miscarea de translatie alternativa I – II. La cursa I mandrina (5) strange

materialul si il trage in directia « A », in timp ce mandrina (4) este libera si se deplaseaza in sens

invers. La cursa II rolurile mandrinelor se schimba.

            Semifabricatul (1 - fig.5) sub forma de colac se desfasoara de pe tamburul (2) si este tras

prin vasul de ungere (3) si matrita (4). Rezulta produsul trefilat (5) ce se infasoara pe tamburul de

trefilare (6). Acesta este actionat de motorul (7) prin intermediul reductorului (8), cuplajului (9)

si a angrenajului conic (10).

4. Bibliografie

http://www.scrigroup.com/tehnologie/tehnica-mecanica/TRAGEREA-deformare-plastica84177.php ,

accesat la data de 08/06/2013;

http://www.scritube.com/tehnica-mecanica/PRELUCRAREA-PRIN-DEFORMARE-PLA33633.php , accesat

la data de 08/06/2013;

http://www.wikipedia.org