Consultanța în proiectarea sistemelor mecanice de presare cu consum energetic optim

Introducere

OBTINEREA PIESELOR PRIN DEFORMARE PLASTICA

Prelucrarea materialelor metalice prin deformare plastica se bazeaza pe proprietatea de plasticitate a metalelor,adica pe capacitatea acestora de a capata deformatii permanente sub actiunea unor forte exterioare.

Prelucrarea metalelor prin deformare plastica (prin lovire) este cunoscuta si folosita de catre omenire cu peste 3000 – 3500 ani iHr,adica inainte de a se fi cunoscut metodele de obtinere a metalelor si aliajelor prin topire. Acest lucru este explicabil deoarece la inceput omul a gasit fierul in stare naturala, provenit din meteoriti, pe care l-a prelucrat prin lovire , modelind cele mai vechi obiecte de cult si arme de fier.

Prelucrarea prin deformare plastica a metalelor si aliajelor a constituit din cele mai vechi timpuri, nu numai mestesug, ci o adevarata arta( de exemplu , coloana metalica de langa Dehli, India,de pe vremea dinastiei Gunt,secolul VI-IV iHr.,are forma de trunchi de con, gol la mijloc, cu inaltimea de 18m si greutatea de 6,5t si nu de 18t cat ar fi avut daca ar fi fost obtinuta prin turnare fara gol interior).

Deformarea plastica a metalelor si aliajelor incepe sa se dezvolte si sa se perfectioneze continuu in pas cu progresul tehnic,fiind dependenta in primul rand de sculele si utilajele folosite la deformare.Evolutia acestora de la primele ciocane mecanice actionate de apa(secolul XIV) la cele cu comanda numerica si a preselor de la presele cu frictiune la presele hidraulice cu puteri de peste 100 000MN.

Utilizarea din ce în ce mai largă a deformării plastice ca metodă etnologica de obţinere a pieselor este şi rezultatul avantajelor pe care acesta le prezintă în comparaţie cu celelalte metode de prelucare, astfel:

-realizează însemnate economii de material, deoarece prin această metodă se obţine configuraţia geometrică a piesei, corespunzătoare cu rolul funcţional, prin redistribuirea volumelor de material şi nu prin îndepărtarea acestuia sub formă de aşchii sau microaşchii;

-permite realizarea unor piese cu configuraţie de la cea mai simplă până la

cea mai complexă, cu greutăţi variind de la câteva grame până la câteva sute de

tone şi cu dimensiuni de gabarit de la câţiva milimetri până la zeci de metri, unele

greu sau aproape imposibil de realizat prin alte procedee;

- permite obţinerea de piese cu proprietăţi funcţionale diferite şi îmbunătăţite pe secţiune, în funcţie de cum s-a realizat deplasarea volumelor de material ca urmare a deformării plastice, proprietăţi ce conferă o comportare în exploatare mult mai bună decât a pieselor obţinute prin celelalte metode de prelucrare (turnare, aşchiere, sudare etc.);

-productivitatea ridicată datorită executării prelucrării cu posibilităţi largi de mecanizare şi automatizare, cât şi datorită obţinerii unor produse de configuraţie simplă sau complexă, cu aceeiaşi secţiune, pe lungimi foarte mari;

-realizează la un preţ foarte scăzut toată gama de semifabricate iniţiale pentru celelalte metode de prelucrare (turnare, sudare, aşchiere etc.), cum ar fi:barele, tablele, profilele simple sau complexe, benzile, bilele, ţevile, sârmele etc.;

-precizia dimensională a pieselor prelucrate poate fi, după necesitate, foarte ridicată, piesele obţinute fiind interschimbabile şi adesea rezultând cu dimensiunile finale chiar şi pentru cazul utilizării lor în industrii care necesită o precizie foarte ridicată (mecanică fină, electrotehnică, electronică etc.);

-realizează însemnate economii de manoperă, deoarece în majoritatea cazurilor foloseşte utilaje complet mecanizate şi automatizate cu tendinţe sporite de informatizare şi chiar robotizare.

Toate aceste avantaje precum şi tendinţele actuale de obţinere a unor piese finite cât mai rapid, din materiale cu proprietăţi dintre cele mai diferite şi fără prelucrări prin îndepărtarea de material sub formă de deşeuri, fac din prelucrarea prin deformare plastică una din cele mai des şi mai larg utilizate metode de prelucrare (la unele echipamente tehnologice ponderea pieselor componente obţinute prin deformare plastică poate depăşi 60.70%).

Există chiar indicatori sintetici ce definesc dezvoltarea economiei unei ţări direct din această metodă de prelucrare:

- raportul dintre producţia de piese realizate prin turnare şi deformare plastică;

- producţia de piese realizate prin deformare plastică raportată la o mie de locuitori;

- raportul între producţia de piese obţinute prin deformare plastică şi producţia de oţel etc.

Totuşi şi această metodă prezintă o serie de dezavantaje cauzate de necesitatea unor forţe de prelucrare mari, şi anume:

- investiţii iniţiale mari, deoarece necesită utilaje complexe şi scumpe care trebuie să dezvolte forţe foarte mari;

- sculele utilizate sunt în general scumpe, de cele mai multe ori pentru fiecare categorie de piese obţinute prin deformare plastică fiind necesară o sculă specială, care nu mai poate fi utilizată la realizarea altor piese.

Având în vedere avantajele şi dezavantajele enumerate mai sus, prelucrarea prin deformare plastică trebuie aplicată atunci când în urma studiilor tehnico-economice se dovedeşte superioară în comparaţie cu alte variante tehnologice şi organizatorice de realizare a unei prelucrări.

Cap.1. Mecanismul prelucrarii prin deformare plastica

1.1. Comportarea la deformare a materialelor

Materialele existente în natură şi utilizate în tehnică se deosebesc între ele prin compoziţia chimică şi structură diferite şi respectiv prin proprietăţile tehnologice şi funcţionale diferite.

Din punct de vedere al comportării la deformare a materialelor prezintă imortanţă proprietăţile lor elastice, plastice, vâscoase şi de rezistenţă. Aceste proprietăţi pot fi apreciate cunoscând curba tensiune-deformaţie specifică fiecărui material, curbă ce poate fi ridicată în

urma încercării la tracţiune a unei epruvete având forma prezentată în Fig. 1.1