METODE DE APRECIERE A PRELUCRABILITĂŢII TABLELOR PRIN ŞTANŢARE DE PRECIZIE

Partea a II-a

Gheorghe ACHIMAŞ, Nicuşor-Mircea MIHAI, Nicolae MIHĂILESC

ESTIMATE METHODS OF PROCESSING OF SHEETS THROUGH FINE BLANKING - Part II

The paper presents the basic elements for determination of methods of processing of sheets through fine blanking. Represents a synthesis of knowledge relating to the specifics of the process of stamping, fine tuning the physical principles of separation of parts of precision stamping process, mechanism and equipment used. Keywords: precision stamping Cuvinte cheie: ştanţare de precizie 4. Factori care influențează ștanțarea de precizie Lubrifierea semifabricatului şi a zonelor de lucru ale elementelor active are influenţă asupra forţei de separare şi a forţei de împingere a piesei prin alezajul plăcii active. Experimental s–a dovedit o reducere cu 3 – 6 % a forţei totale de separare la lucrul cu lubrifiere, comparativ cu separarea fără lubrifiere.

Grosimea materialului semifabricatului are o influenţă importantă asupra procesului de separare. Prin creşterea grosimii semifabricatului, se micşorează rezistenţa la separare (deoarece se creează condiţii mai favorabile pentru alunecări în material), se

501

micşorează pătrunderea relativă ( ),sh materialul ecruisându–se mai puţin. Pentru decupare de precizie se folosesc prese speciale cu dublă şi cu triplă acţiune. Necesitatea unor forţe mari la prese constituie dezavantajul aplicării procedeului la ştanţarea de precizie a pieselor executate din oţeluri aliate sau inoxidabile. Ştanţarea de precizie se foloseşte eficient la decuparea şi perforarea simultană a pieselor, atunci când se dispune de prese cu triplă acţiune. În caz contrar, procedeul este ineficient, având în vedere mai ales, costul ridicat al preselor cu triplă acţiune. Presele trebuie să aibă o rigiditate ridicată şi cu deplasarea precisă a elementelor mobile. Pentru realizarea condiţiilor tehnologice optime, specifice diferitelor dimensiuni, forme de prese şi materiale, forţele de fixare trebuie să respecte proporţiile recomandate în raport cu forţa de separare. În consecinţă presa va fi prevăzută cu posibilitate de reglare continuă şi independentă a forţei de apăsare pe inelul în ""V şi de contrapresiune a extractorului. Acţionarea preselor de ştanţare fină poate fi: mecanică, hidraulică şi combinată. Viteza tehnologică de ştanţare fină fiind mică, s–au impus presele cu genunchi cu dublă acţionare, la care viteza berbecului se încadrează în domeniul tehnologic, iar apropierea şi retragerea se face cu viteză rapidă. Forţele de apăsare a plăcii de presare şi de contrapresiune sunt realizate pe cale hidraulică, ceea ce permite reglarea lor. La majoritatea preselor de ştanţare fină, cilindrul care realizează mişcarea de lucru este dispus în partea inferioară a presei (Schmid, Essa, Feintool); excepţie fac firmele Hidrel – mişcarea berbecului fiind de sus în jos – şi Lorenz, la care mişcarea berbecului se desfăşoară pe direcţie orizontală.

5. Condiţii de limitare a prelucrabilităţii tablelor prin ştanţare de precizie

În ceea ce priveşte microgeometria suprafeţei tablei, unele norme fac recomandări precise, mai ales pentru table destinate ştanţării de precizie. Astfel, din punct de vedere al rugozităţii semifabricatelor pot fi cu suprafaţă: lisă (foarte netedă), fără nici un defect având

;6,0 mRa µ≤ mată, cu mRa µ4,16,0 −= şi rugoasă cu .5,1 mRa µ≥ Microgeometria suprafeţei semifabricatului influenţează

asupra caracteristicilor mecanice ale materialului semifabricatului,

502

asupra caracteristicilor tehnologice, precum şi asupra calităţii (aspectului) acoperirii piesei finite. Deoarece, numai parametrul aR nu caracterizează complet microgeometria suprafeţei tablei şi comportarea acesteia, într–o serie de ţări se foloseşte şi densitatea microasperităţilor, adică numărul de microproeminenţe (vârfuri) pe unitate de lungime a profilului măsurat (de ex. 140 – 170 vârfuri pe 1 ţol). Trebuie precizat că, odată cu creşterea mărimilor grăunţilor cristalini ai materialului semifabricatului, se obţine o creştere importantă a rugozităţii suprafeţei separate. Ondulaţia ""W (STAS 5730) este cauzată de abateri al componentelor laminorului şi ale celorlalţi factori care contribuie la fabricaţia tablei, cum ar fi: vibraţii de frecvenţă scăzută a cilindrilor laminorului, ghidare greşită a tablelor, etc. Tablele cu abateri de tip

" ondulaţii" nu se recomandă pentru prelucrări prin ştanţare de precizie,

deoarece, presiunea pe semifabricat nu acţionează uniform, fapt pentru care precizia dimensională şi rugozitatea suprafeţei separate este necorespunzătoare. La decuparea sau perforarea de precizie, forfecarea materialului are loc prin curgere plană şi, în consecinţă, între poanson şi placa activă ale ştanţei nu trebuie prevăzut, teoretic, un anumit joc. Totuşi, între elementele active ale ştanţei trebuie să existe, practic, un anumit joc. Mărimea jocului are influenţă asupra procesului de separare, respectiv, asupra forţei de separare, asupra rugozităţii suprafeţei rezultate după separare, asupra preciziei conturului separat, asupra formării bavurilor, asupra ecrisării materialului, etc. Valoarea jocului bilateral "" j (jocul total) dintre elementele active ale ştanţei de decupare–perforare de precizie se stabileşte în funcţie de grosimea "" s a semifabricatului şi de diametrul

"" d al piesei

de ştanţat [1]: • pentru ;2,1 sd > ;01,0 sj =

• pentru ( ) ;2,18,0 sd −= ;02,0 sj = (2) • pentru ( ) ;8,06,0 sd −= .024,0 sj = Din relaţiile (2), se constată că, la decupare–perforare de precizie, valoarea jocului dintre elementele active ale ştanţei este de aproximativ 1 % din grosimea semifabricatului. Este unanim acceptat faptul că, odată cu micşorarea valorii jocului, se obţine o creştere importantă a lucrului mecanic de separare.

503

Procedeele de decupare şi perforare de precizie, după principiul prelucrării pot fi: ştanţarea de precizie cu crearea unei presiuni asupra semifabricatului, decuparea şi perforarea de precizie reversibilă, ştanţarea de precizie având elementele active cu muchii rotunjite. Variantele constructive ale ştanţelor pentru ştanţare fină pot fi: cu poanson fix sau cu poanson mobil (faţă de placa în care glisează). Există prese universale, la care se pot folosi ambele tipuri de ştanţe. Pentru a înlătura influenţa jocului din ghidajele de alunecare, la organele de lucru ale preselor de ştanţare fină, se folosesc ghidaje cu bile sau role. Precizia grosimii materialului semifabricatului are influenţă asupra preciziei şi calităţii pieselor ştanţate prin decupare şi perforare de precizie, influenţează şi asupra repartizării tensiunilor în zona de forfecare şi, în consecinţă, asupra solicitării zonei active ale poansonului şi plăcii de separare. De asemenea, starea suprafeţei tablei are influenţă şi asupra durabilităţii ştanţelor şi forţelor de ştanţare necesare.

6. Concluzii

În lucrare s–au definit metodele de apreciere a prelucrabilităţii tablelor prin ştanţare de precizie.

Cercetarea este un contributor important pentru inovaţie, deoarece cercetarea este un generator tipic de idei noi. Cercetarea în sine nu este suficientă pentru supravieţuirea într–un sistem economic modern, inovaţiile sunt cele care asigură aplicarea cu succes a rezultatelor cercetărilor. Pentru a realiza o inovaţie dorită, cercetarea şi dezvoltarea trebuie structurate de aşa manieră, încât, caracterul inovativ să apară ca o consecinţă logică. Visul unui om întreprinzător este de a planifica în avans şi în amănunt o inovaţie, din păcate, însă, nu există nici o formulă magică pentru aceasta. În prezent, în condiţiile în care, principiile matematice, mecanica solidului deformabil etc., au rǎmas valabile, se impun îmbunătăţiri în domeniul tehnologiilor de prelucrare. Cunoştinţele din domeniul prelucrabilităţii tablelor prin ştanţare de precizie sunt organizate şi reprezentate în lucrare sub forma de reţele structurale ramificate, în aşa fel încât ele să poată fi " înţelese ,

" prelucrate şi utilizate de specialiştii din domeniu. Lucrarea s–a realizat pe baza unei cercetări a literaturii de specialitate efectuată de către autori, care au presupus consultarea

504

materialelor bibliografice editate în ţară sau străinătate, accesarea unor adrese pe internet şi o experienţă practică în domeniu a autorilor. Acest capitol reprezintă o sinteză a cunoştinţelor referitoare la specificul procedeului de ştanţare fină, principiile fizice ale separării pieselor prin ştanţare de precizie, procesele, mecanismul şi echipamentul utilizat. Aceasta a permis dezvoltarea unui aşa numit ”fond de cunoştinţe” în domeniul cercetat. Prin aplicarea unor metode noi şi complexe de apreciere a prelucrabilităţii tablelor prin ştanţare de precizie, se obţin informaţii importante privind influenţa unor parametri de lucru asupra prelucrabilităţii tablelor. Încercările de materiale sunt indispensabile pentru: • controlul calităţii materialelor; • verificarea calitativă a unui produs finit; • verificare pe faze de execuţie a unui produs tehnologic; • cercetări ştiinţifice legate de îmbunătăţirea calităţii produselor finite etc. Stabilirea programului de încercări, trebuie să înceapă de la cauzele şi necesităţile care determină încercarea, sau grupul de încercări şi să se precizeze, până în cele mai mici amănunte, scopul şi obiectivele la care trebuie să se răspundă, în vederea rezolvării problemelor ce au impus încercarea. Programul trebuie să se încheie cu interpretarea rezultatelor. Rezultatele metodelor de încercare sunt relevante, dacă, aceste procese se desfăşoară în condiţiile bine stabilite. Orice modificare poate duce la rezultate eronate. Prin analiza macrografică se pune în evidenţă neomogenitatea chimică şi structurală, existenţa anumitor defecte, obţinându–se, de asemenea, indicaţii asupra proceselor tehnologice anterioare. Analiza micrografică conferă indicaţii asupra compoziţiei structurale şi chimice, asupra caracteristicilor fizico–mecanice ale materialului şi aliajelor examinate. La alegerea metodei pentru determinarea durităţii, trebuie să se ţină seama de o serie de considerente ca: precizia necesară, felul materialului supus determinării, duritatea probabilă etc. Din această cauză nu se pot da indicaţii precise pentru alegerea metodei de determinare a durităţii. Metoda Vickers cuprinde un interval mult mai larg de durităţi măsurabile.

505

Aspectele calitative legate de ştanţarea fină influenţează factorii economici ai unei societăţi comerciale sau organizaţii, în următoarele moduri: • Efect direct asupra veniturilor organizaţiei, putând asigura o participare mai fermă pe piaţă, preţuri bune etc.; • Efectul asupra costurilor de producţie, prin micşorarea lor; • Efectul asupra costurilor post producţie, prin micşorarea lor. Pentru aprecierea corespunzătoare a capacităţii de prelucrare prin ştanţare de precizie (prelucrabilitate), pe lângă cele arătate mai sus, se vor utiliza şi unele încercări speciale.

BIBLIOGRAFIE

[1] Mihai, N.M., Cercetǎri privind prelucrabilitatea tablelor prin ştanţare de

precizie. Teză de doctorat. Universitatea Tehnicǎ din Cluj-Napoca, 2008.

Prof. Dr.Ing. dr. h.c. Gheorghe ACHIMAŞ T.C.M., Facultatea Construcţii de maşini Universitatea Tehnicǎ din Cluj-Napoca

membru AGIR. Dr.Ing. Nicuşor-Mircea MIHAI

Director Comercial, ROMARM Bucureşti membru AGIR

Drd.Ing. Nicolae MIHĂILESC Director General, Fabrica de Arme Cugir

membru AGIR

506