Procedeul de deformare incrementala a tablelor metalice
Definirea procedeului de deformare incrementala.
Definire
La procesul de deformare incrementala a tablelor metalice, deformarea se realizeaza de catre un poanson care vine în contact partial cu suprafata semifabricatului. Pentru realizarea formei piesei, unul dintre elementele active (în general poansonul) va avea o miscare de avans axial, continuu sau în trepte (incremental) pe directie verticala, în timp ce celalalt (placa activa) va efectua o miscare plana orizontala (fig.1).
|
|
|
Fig. 1. Schema procedeului de deformare incrementala a |
1.2. Caracteristici
Principalele caracteristici ale procedeelor de deformare incrementala a tablelor metalice sunt:
- realizarea prin deformare plastica la rece, a unor cavitati de diferite forme si dimensiuni în piesele din tabla, fara utilizarea unor placi active si poansoane de complexitate ridicata, pentru o productie de serie mica sau unicat;
- cu acelasi poanson si aceeasi placa activa, în functie de miscarile impuse elementelor active, utilizând aceeasi masina-unealta se pot obtine o multitudine de forme cave.
- modificarea formei piesei afecteaza în fiecare etapa de prelucrare doar o mica parte din volumul piesei;
- zonele individuale ale piesei intra des, în unele cazuri chiar foarte des, în contact cu sculele.
Procedeul de deformare incrementala.
Procedee de deformare incrementala mai noi sunt de exemplu deformarea cu fascicul laser, deformarea cu jet de apa sau diverse variante de deformare incrementala a tablelor (fig. 2).
|
|
|
Fig. 2. Procedee mai noi pentru deformarea incrementala a tablelor a) deformarea cu fascicul laser; b) deformarea cu jet de apa; c) deformarea tablelor cu CNC |
2.1. Variante ale deformarii incrementale a tablelor metalice
2.1.1. Deformarea incrementala fara placa activa
Deformarea fara placa activa pe masini unelte cu comanda numerica se numeste uneori deformare în doua puncte, deoarece exista doua puncte de contact cu tabla, între tabla si poanson si între tabla si scula suport.
Metoda permite deformarea fara placa activa, folosind doar o simpla scula suport pozitionata sub semifabricat (fig. 3).
|
|
|
Fig. 3. Masina utilizata în procesul de deformare fara placa activa |
Deformarea fara placa activa pe masini cu comanda numerica este potrivita pentru o productie de serie mica. Poate fi de asemenea folosita ca o metoda pentru realizarea prototipurilor pentru piesele din tabla metalica realizate în serii mari.
Forta de deformare depinde de grosimea semifabricatului si de proprietatile acestuia. Forta trebuie sa depaseasca limita de curgere pentru a permite aparitia de deformatii plastice. Procesul de deformare solicita lubrifierea suprafetei tablei. Lubrifierea scade frecarea dintre poanson si semifabricat si absoarbe caldura degajata în proces.
Principiul deformarii este aratat în figura 4.
|
|
|
Fig. 4. Principiul deformarii fara placa activa |
Procesul de deformare este ilustrat în figura 5.
|
|
|
Fig. 5. Procesul de deformare incrementala fara placa activa |
Dimensiunea poansonului (fig. 6) defineste raza minima posibil a fi obtinuta la piese, care este jumatate din diametrul acestuia. Diametrul minim al poansonului este de 6 mm. Diametrul poansonului afecteaza calitatea suprafetei în sensul ca, la un diametru mare al acestuia, rezulta o suprafata neteda iar urmele lasate pe suprafata prelucrata sunt mici.
|
|
|
Fig. 6. Tipuri de poansoane folosite la deformarea incrementala fara placa activa |
Calitatea suprafetelor pieselor obtinute.
Poansonul lasa urme pe suprafata semifabricatului la fiecare etapa de deformare. Acestea pot fi eliminate folosind o "tabla de sacrificiu" asezata peste tabla care trebuie deformata. În acest fel "tabla de sacrificiu" preia urmele lasate de poanson dar transfera geometria tablei de dedesubt. Geometria nu este atât de exacta cât ar trebui sa fie în cazul contactului direct cu scula, dar calitatea suprafetei e mult mai buna. Tabla care se doreste a fi prelucrata poate fi apoi deformata în continuare fara a fi
necesara "tabla de sacrificiu" accentuându-se eventualele detalii ce se doresc obtinute pe produs.
2.1.2. Deformarea într-un singur punct
Fig. 7. Schema procedeului de deformare într-un singur punct
Semifabricatul ramâne fix astfel încât deformarea se datoreaza în totalitate miscarii poansonului. Deformarea e controlata de computer, prin dirijarea miscarii poansonului.
2.1.3. Deformarea prin ciocanire incrementala
Ciocanirea este probabil cea mai veche metoda de deformare a tablelor metalice. Metoda moderna de ciocanire incrementala este realizata cu ajutorul unui computer care comanda un robot industrial. Semifabricatul este atasat la un cadru suport (rama) si poansonul este deplasat de un robot. Poansonul executa atât miscarea pe directie verticala cât si miscarea în planul x-y. În figura 8 este prezentata o instalatie experimentala de ciocanire incrementala.
|
|
|
Fig. 8 Procedeu de deformare incrementala prin ciocanire |
2.2. Masina utilizata în procedeul de deformare incrementala
|
|
|
|
Fig. 9. Masina utilizata în procedeul de deformare incrementala. Vedere generala si detaliu. |
|
Concluzii.
procedeul de deformare incrementala a tablelor subtiri permite obtinerea unor piese de înaltime redusa dar de complexitate ridicata;
forta maxima masurata în momentul cedarii materialului, în cazul pozitionarii excentrice a poansonului are aceiasi variatie ca si adâncimea maxima de patrundere;
diferenta de nivel prezenta la fundul piesei scade o data cu cresterea diametrului poansonului si cu scaderea adâncimii de patrundere;
suprafata exterioara a piesei nu este afectata în timpul procesului de deformare plastica, calitatea ei ramânând la conditiile initiale de calitate a tablei;
la realizarea unor piese în conditii apropiate de optim se obtin piese cu rugozitati comparabile chiar cu rugozitatea initiala a semifabricatului;
analizând valorile adâncimilor maxime de patrundere a poansonului la primul pas si forta maxima înregistrata, estimate pe baza simularilor numerice si determinate experimental, se observa o diferenta înregistrata de maxim 3% între cele doua valori;
deformatiile principale si echivalente au o distributie neuniforma pe suprafata semifabricatului supus deformarii, remarcându-se localizarea pronuntata a deformatiilor maxime de-a lungul traiectoriei pe care s-a deplasat poansonul;
influenta cea mai importanta asupra fortelor de deformare o are grosimea semifabricatului, a carei crestere conduce implicit la cresterea atât a componentei fortei pe directie verticala cât si a celei pe directie orizontala;
tensiunile principale si echivalente sunt influentate cel mai puternic de adâncimea de patrundere a poansonului în material si anume cresc o data cu cresterea acestei adâncimi dar si diametrul poansonului are o influenta hotarâtoare în sensul ca tensiunile din material scad o data cu cresterea diametrului acestuia datorita faptului ca la diametre mai mici ale poansonului deformarea este mai puternic localizata si se
|
