Informatizare a Proiectării Tehnologiei de Prelucrare Mecanică a Reperului

=== l ===

Posibilități de informatizare a proiectării tehnologiei de prelucrare mecanică a reperului “ciupercă 100-460M”, conform desenului anexat, pentru o producție anuală de 350.000 bucăți.

Studii teoretice privind relațiile de calcul al valorilor forțelor necesare la operațiile de presare volumică la rece.

Proiectarea tehnologiei de prelucrare mecanică a reperului indicat.

Informatizarea activităților de proiectare tehnologică pentru reperul dat.

Proiectarea ansamblulul de scule la operația de presare volumică.

Proiectarea dispozitivului de control …………….

Desene: 1. Graficele și desenele aferente studiului teoretic efectuat

2. Schema bloc a fluxului tehnologic

3. Planul de operații

4. Desenele de ansamblu ale S.D.V.-urilor proiectate

Observațiile mele:

1.-relații de calcul (general)

2.-determinarea semifabricatului (formă, dimensiuni)

-stab. Fazelor de presare volumică (grad de deformare – calcul)

-alegerea utilajului de prelucrare – calcul de forță necesara – descriere utilaj.

-calcul de cost, norma tehnică

3.-posibil program

PROCEDEE DE PRESARE VOLUMICĂ

Definitie. Analiza proceselor de presare volumică.

Presarea volumică constituie o grupă de procedee de prelucrare prin deformare plastică la rece prin care se realizează modificarea formei sau grosimii semifabricatului prin redistribuirea volumului său. Piesele executate prin aceste operații au dimensiunile finale și nu mai trebuie supuse unor alte prelucrări mecanice ulterioare. Procedeele de presare volumică (sau de formare) sunt deosebit de economice și de productive în comparație cu prelucrările prin așchiere.

Deformarea are loc printr-o comprimare relativ mare astfel încât să fie capabilă să realizeze deplasări de material. Necesitatea realizării unor presiuni mari și deci și a forțelor cu valori ridicate, este principalul dezavantaj al acestui grup de procedee. Presiunea necesară a se executa pe suprafața semifabricatului este cuprinsă între 400…1200 N/mm în cazul prelucrării aluminiului, ajungând până la 1200…3000 N/mm, în cazul prelucrării oțelului.

Procedeele de presare volumică se pot clasifica în:

procedee ce nu modifică plasticitatea materialului: turtirea, lățirea, refularea liberă etc;

procedee ce măresc puțin plasticitatea materialului, datorită deformațiilor
transversale mici: calibrare volumică, presarea în matrițe deschise etc;

– procedee ce măresc mult plasticitatea materialului deoarece lipsește deformația transversală : extrudare, presarea în matrițe închise, refularea etc.

Un rol deosebit de important în desfășurarea procesului de presare volumică este avut de materialul semifabricatului. În general, pot fi prelucrate prin aceste procedee, o serie foarte mare de materiale. Teoretic pot fi procesate oțeluri care au un conținut de carbon, de până la 1,4%, dar în practică nu se recomandă aplicarea procedeului la oțeluri cu conținut de carbon mai mare de 0,45%. Elementele de aliere din oțel pot, de asemenea, influența comportarea materialului la prelucrare, Se acordă mare atenție elementelor de aliere, astfel că nu trebuie ca procentajul de siliciu să depașească 0,35%, cel de mangan 1,5 %, cel de sulf 0,06 %, cel de fosfor 0,06%, cel de azot 0,01%. Elemente cum sunt: cromul, nichelul, molibdenul și vanadiul sunt admise ca impurități în procentaje f'oarte mici, de sub 0,5% în total lor. Se recomandă oțeluri cu structură feritică sau ferito-perlitică, fină și uniformă (diametrul mediu al granulelor trebuie să fie sub 0,02 . . . 0,06 mm), obținută prin recoacere sau normalizare, având un strat decarburat riguros controlat sub 0,1… 0,5 mm. Nu sunt admise sufluri, fisuri la suprafață sau în interior, suprapuneri de material, zone cu oxizi etc.

Semifabricatele utilizate se recomandă a se obține prin tăiere prin ștanțare din barii, ceea ce conduce la o orientare convenabilă a fibrajului, și la posibilitatea obținerii unor grade mari de deformare și a unor piese de calitate mai bună.

În urma prelucrărilor prin presare volumică, materialul se deformează spațial neuniform și, ca urmare, pe lângă fenomene de ecruisare mai apar și tensiuni suplimentare, ceea ce impune ca structura înaintea deformării să fie cât mai uniformă. De aceea, se recomandă ca înaintea prelucrării, să se aplice un tratament termic de recoacere la temperaturi scăzute sau de normalizare. Aliajelor neferoase li se aplică recoaceri de recristalizare și de calire pentru punerea în soluție, în timp ce aliajelor care prezintă fenomenul de îmbătrânire naturală (cazul aluminiului), trebuie să li se asigure un timp de maxim 24 de ore între tratamentul termic și presarea volumică (mai ales în cazul extrudării).

Datorită microsudurilor ce pot apărea între materialul prelucrat și elementele active ca urmare a presiunilor extrene de ridicate dintre acestea, există pericolul distrugerii utilajului și a obținerii unor piese de calitate și precizie necorespunzătoare. Pentru preîntâmpinarea unor asemenea fenomene, semifabricatului trebuie să i se formeze, înaintea prelucrării, un strat , purtător de lubrifiant aderent la materialul prelucrat, cu o anumită porozitate ce să asigure reținerea lubrifiantului. În cazul oțelului acest strat se obține prin fosfatarea suprafețelor în prealabil curațate (chimic sau mecanic), ca urmare a transformărilor chimice și a acoperirii ce țin strat subțire (1…15) de fosfat de zinc sau trifosfat de zinc, în cazul aluminiului și a aliajelor sale stratul purtător de lubrifiant este obținut prin exfoliere sau prin fosfatare dură.

Înainte de efectuarea prelucrărilor trebuie să se realizeze o lubrifiere corespunzătoare. În cazul oțelurilor aceasta se recomandă să se realizeze cu uleiuri sau unsori pentru trefilare, cu grăsimi animale sau vegetale amestecate cu grafit, cu săpunuri solubile în apă, cu grafit, talc sau bisulfură de molibden. În cazul plumbului și staniului sau a aliajelor lor se recomandă lubrifierea cu stearat de zinc, în timp ce pentru cupru și aliajele sale cele mai recomandate sunt uleiurile minerale și stearatu! de calciu.

Turtirea și refularea

Sunt operații de presare volumică asemănătoare și constau în modificarea formei semifabricatului (de obicei de tip bară) în întreg volumul, în cazul turtirii, și numai pe o porțiune a acestuia, în cazul refulării. Se aplică foarte mult în cazul fabricării de șuruburi și nituri.

Principalii parametri ai proceselor de turtire (se mai întâlnește și sub numele de lățire) și de refulare sunt:

gradul de deformare exprimat prin raportul de turtire respectiv refulare;

raportul de formă.

Raportul de turtire (refulare) reprezintă raportul dintre lungimea și diametrul semifabricatului, în cazul turtirii, respectiv lungimea deformată și diametrul semifabricatului la refulare.

În cazul turtirii, acest raport se calulează cu relația: și are, în general, valori , în timp ce la refulare expresia de calcul este și are valori cuprinse

Raportul de formă este un indicator pentru piesă la turtire și pentru porțiunea deformată la refulare, reprezentând raportul dintre diametrul piesei finite și înălțimea piesei finite. Acest raport se determină cu expresiile:și .

Gradul de deformare a materialului între două faze se determină cu relația:

în care , este înălțimea semifabricatului înainte de deformarea curentă, iar , este înălțimea acestuia după deformare, Gradul de deformare nu trebuie să depășească o valoare admisibilă pentru materialul prelucrat, valoare la care nu se produc fisuri sau rupturi.

b)

8.1. a)

Fig. Modul de definire a parametrilor procesului de deformare la turtire (a) și refulare (b): 1 poanson; 2- matriță; 3- piesa; 4- extractor – limilator.

Mai trebuie pagina 4

Procedee de presare volurnică

Calculul forțelor ce actionează la operațiile de turtire – refulare se realizează pe baza unui sistem de axe plan, considerând un element de volum situat la o raza r față de axa z (fig.8.1 ,a). Pentru analiza stării de tensiuni se consideră un sistem de coordonate plan, ca în figura 8.5 și se scrie ecuația de echilibru după axa r:

Efectuând calculele ca și în cazul solicitărilor ce apar la îndoire sau la ambutisare, va rezulta: ,în care u este coeficientul de frecare este coeficientul dintre semifabricat și elementele active. Pe baza criteriului lui Tresca și ținând seama de condiția că pentru și integrând relația precedentă, se obține:

Forța maximă necesară pentru lățire se calculează cu relația:

în care este un coeficient care are valori cuprinse între 0,8 în cazul lățirii între două plăci inelare, 0,9 pentru lățirea între o placă inelară și una plană și 1 în cazul lățirii între plăci plane; p este presiunea necesară lățirii și este specifică fiecărui material, depinzând de raportul dintre diametrul și grosimea semifabricatului și având valori cuprinse între 200…400 MPa pentru turtirea aluminiului, și 700. ..1800 MPa în cazul turtirii oțelului aliat.

O matriță, destinată turtirii unor semifabricate tubulare, este prezentată în figura 8.6.

Fig. . Matrița de turtire: 1-poanson; 2-placă de cap; 3-placăt activă; 4-placă de bază; 5-coloane de ghidare; 6-căutător; 7-traversă de ridicare; S-împingător; 9-extractor

Precizia pieselor executate prin turtire este de 0,5… 0,2mm, iar rugozitatea suprafețelor în contact cu scula este Ra =6,3…3,2 m.

b) Refularea.

Operația de refulare se caracterizează prin aceea că deformarea semifabricatului se realizează doar pe o porțiune a acestuia, realizându-se îngroșări locale de diferite forme, printr-o redistribuire a materialului. În general, prin refulare se execută organe de asamblare, cum sunt capetele de nituri, buloanele, șuruburile, piulițele etc. din semifabricate cu secțiune cilindrică, hexagonală sau pătrată. Productivitatea prelucrărilor de refulare este una deosebit de bună, prețul este scăzut, piesele au o bună rezistență și o duritate sporită datorită ecruisării materialului, fibrajul sau nefiind întrerupt. Refularea se execută pe prese cu ajutorul matrițelor de refulat și pe automate de refulat (mai ales în cazul pieselor relativ mici, țn productia de serie mare și masă).

Posibilitatea de utilizare a refulării se poate aprecia prin trei mărimi și anume:

– raportul dintre aria secțiunii capului refulat și aria secțiunii semifabricatului, raport ce trebuie să îndeplinească condiția:;

– raportul dintre diametrul și înălțimea capului refulat ce trebuie să fie

;

– raportul dintre lungimea din semifabricat necesară pentru refularea capului și diametrul semifabricatului, ce dă indicații asupra cantității de material care se poate refula în una, două sau în trei lovituri, după cum urmează:

dacă 2,3 pentru refulare este suficientă o singura operație;

b) dacă 2,3< 4,5 trebuie să se folosească două operații, în acest caz putându-se utiliza aceeași matriță, dar două poansoane diferite;

c) dacă > 4,5 sunt necesare trei sau mai multe d operații de refulare. Refularea în mai mult de trei operații se aplică în cazul pieselor complicate. La proiectarea tehnologiei de fabricare a pieselor prin refulare se au în vedere următoarele etape: determinarea lungimii / a semifabricatului pentru formarea capului refulat al piesei, prin egalarea volumului semifabricatului cu volumul piesei; staibilirea raportului ; stabilirea formei și dimensiunilor piesei pe fiecare fazăde refulare și a tipului sculei de refulat, proiectându-se forma activă a acesteia; calculul forței de refulare și alegerea tipului automatului de refulat.

Fig. Schema refularii dintr-o lovitură: 1-poanson; 2, 2'-semifabricat – piesa; 3 –

matriță; 4- extractor -limitator

Un automat de refulare execută, în principiu, o serie de operații ce pot fi exemplificate pe baza figurii . Mai întâi sernifabricatul înaintează până la un opritor, după care este forfecat cu ajutorul unei plăci de tăiere ce execută o mișcare oscilatorie. Apoi semifabricatul se deplasează în prima matriță, placa de tăiere și limitatorul se retrag și acționează primul poanson de refulare realizându-se prima operație de refulare. În continuare fie se scoate semifabricatul și se deplasează la postul următor, fie în dreptul lui vin poansoanele de refulare de la următoarele operații, se realizează deformarea capului până la forma lui finală, În final, după retragerea poansonului, piesa se elimină cu ajutorul extractorului. Ciclul se repetă, fiind posibile executarea unui număr de peste 450 piese pe minut.

Operațiile de refulare se execută în matrițe monobloc cu sau fără bucșă, (dacă

, fiind lungimea totală a semifabricatului formată din lungimea necesară pentru formarea capului și din lungimea tijei – fig. 8.10) Și în matrițe divizate, compuse din două semimatrițe pătrate, hexagonale sau octagonale (dacă ). În cazul utilizării matrițelor monobloc, piesele rezultă cu suprafețe netede, pe când la utilizarea matrițelor divizate este posibil ca în dreptul planului de separație să apară bavuri. Poansoanele preselor sau automatelor de refulat sunt ciocane cu cavitatea profilată pentru a forma extremitatea semifabricatului. Poansoanele se montează în culisoul presei de refulat și avansează pe linia de refulare spre semifabricat cu o forță foarte mare, capabilă să îl deformeze. Dacă presarea se face prin mai multe operații, cu excepția ultimului poanson, primele poansoane au cavități de luciu tronconice, iar dimensiunile se calculează în funcție de numărul operațiilor de refulare. Poansoanele de forrnare trebuie să îndeplinească două condiții, și anume:

raportul în care este înălțimea, iar este diametrul al cavității conice, și a doua condiție ca,

Fig. Schema refulării cu trei lovituri

a)

b)

Fig. Matrița monobloc: a- fără bucșă; b – cu bucșă

Fig. Matrița divizată de refulare: 1,1' – semimatrițe;2- cavitate semicilindrică ; 3-

semirabricat; 4 – tachet; 5 – camă

Fig. Geometria poansonului de formare a capului cu cavitate tronconică

– deplasarea axială față de axa conului e, să nu depășescă 15% din diametrul minim al semifabricatului .

Dimensiunile cavității tronconice sunt:

– în care Dc este diametrul mare al cavității de refulare ce se obține prin egalarea volumelor; dc – diametrul mic al cavității de refulare care se ia egal cu diametrul rninim al semifabricatului sau cu diametrul găurii cilindrice din poanson pentru ghidarea semifabricatului; hc – înălțimea cavității conice de lucru a poansonului; – unghiul de înclinare a conului; V – volumul necesar pentru obținerea capului; h – distanța dintre partea frontală a poansonului și planul cavității cilindrice a matriței; 8 – toleranța de execuție a unghiului a, cu valori de ordinul secundelor.

Practic se ia = 6°, pentru prima operație și = 12°, pentru a doua operație. În aceste condiții se obține:

Fig.8.13. Exemple de piese obținute prin operații succesive de refulare

Prin refulare se obțin și piese cu capuri nesimetrice față de tijă.Procesul tehnologic de refulare a capului unei piese de asamblare diferă în funcție de tipul matriței necesare. În cazul utilizării matrițelor monobloc semifabricatul se introduce mai întâi cu ajutorul unor role în matrița de retezat, iar capătul iese din matrița cu lungimea necesară limitată de un opritor rotativ reglabil. Cu ajutorul unui cuțit foarfece, în planul matriței de tăiere, semifabricatul este retezat la lungimea calculată și apoi este transportat automat pe linia de refulare. Poansonul aflat pe linia de refulare introduce semifabricatul parțial în matriță până la opritorul reglat astfel încât să rămână în afară lungimea necesară refulării. Prin continuarea cursei poansonul execută refularea capului, după care se retrage în poziția inițială, iar piesa este evacuată din matriță de către opritorul cu rol și de împingător.

În cazul matrițelor divizate procesul tehnologic începe prin avansarea semifabricatului prin matrița de tăiere și trecerea sa în matrița divizată desfăcută până la un opritor rotativ reglabil astfel încât în afară să râmână lungimea necesară refulării. Semimatrițele se strâng puternic și prin deplasarea spre linia de refulare are loc forfecarea semifabricatului în planul dintre matrița divizată și matrița de retezare. Matrița divizată se deplasează cu semifabricatul la linia de refulare unde poansonul execută deformarea materialului. După refulare poansonul se retrage, iar matrița divizată, împreună cu piesa revin pe linia de tăiere, unde sub acțiunea unei came, un tachet îndepărtează o semimatriță, iar piesa este eliminată din matrița divizată de semifabricatul care avansează pe linia de tăiere. Operația de refulare se poate executa într-o matriță la un post de lucru, poansoanele fiind fixate în culisoul presei aducându-se automat, succesiv la linia de refulare, într-o singură matriță și la mai multe posturi de lucru, matrița cu semifabricatul deplasându-se automat succesiv pe linia de refulare în dreptul poansoanelor care execută lovitura respectivă, în mai multe matrițe la mai multe posturi, semifabricatul transportându-se automat de la un post la altul. Dacă refularea se execută într-o matriță la un post de lucru, după introducerea semifabricatului în matrița semifabricatul rămâne în prima matrița iar poansoanele de refulare vin pe rând în dreptul axei matriței și execută cursa de lucru. În varianta când se execută într-o matrțta la mai multe posturi de lucru, după debitare semifabricatul se introduce în matriță, se execută prima operație de refulare după care, semifabricatul deformat, se deplasează împreună cu matrița pe linia de refulare în dreptul poansoanelor următoare de refulare. La sfârșit piesa finită este extrasă din matriță cu un extractor.

În cazul folosirii mai multor matrițe la mai multe posturi de lucru, fiecărui post îi corespunde un poanson și o matriță. Semifabricatul este deplasat de la un post de lucru la altul cu ajutorul unor mâini mecanice ce prinde semifabricatul și îl deplasează succesiv în dreptul postului de lucru dorit. Refularea se execută simultan la toate posturile de lucru exceptând începutul și sfârșitul operației. În figura 8.14 sunt prezentate câteva scheme ale unor automate de refulare.

Forța de refulare se poate calcula, în cazul deformării corpurilor de revoluție, cu o relație de tipul:,în care este rezistență reală de deformare ce ține seama de ecruisarea materialului; D este diametrul capului refulat; h – înălțirnea capului de refulare; A – aria proiectiei capului. pe un plan perpendicular pe direcția de refulare.

Forța de refulare crește, pe parcursul unei curse de deformare, de la o valoare ,
necesară începerii deformării, până la o valoare maxima, , la sfârșitul procesului, valoare ce se calculează cu relația de mai sus.

Lucrul rnecanic necesar refulării se determină cu relația: , în care V este volumul refulat, în .

Fig. 8.15. Variatia forței de ref ulare în timpul unei curse de lucru

Fig. 8.16. Matrița pentru refulare

În figura se prezintă o construcție a unei matrițe pentru refulare. Partea inferioară a matriței cuprinde placa de baza 10, având presate în ea coloanele de ghidare 3, placa activă realizată în construcție asamblată din inelele de frecare 15 și 16, centrate în placa de bază prin inelul 24 și fixate pe ea prin placa 17 și care se sprijină pe placa de presiune 13. Alezajul plăcii active este închis în partea inferioară prin contrapoansonul 9 servind și la eliminarea piesei din matriță la deschiderea acesteia când este împins în sus prin știftul 22 de traversa 22 acționată prin tiranții 19 de placa superioară 2. Partea mobilă a matriței este alcatuită din placa superioară 2 prinsă în culisoul presei prin cepul 2 și în care sunt presate bucșele de ghidare 4. În placa superioară este montat prin placa IS poansonul realizat tot în construcție asamblată din elementele frecate între ele 7 și 8, centrate prin inelul de centrare 6 și care se sprijină pe placa de presiune 5. Acționarea contrapoansonului extractor 9 la cursa în sus a culisoului presei, prin știftul 22, traversa 22 și tiranții 19, are loc după ce matrița se deschide pe o anumită înălțime, reglabilă, facilitând astfel vizualizarea zonei de lucru și evacuarea piesei din ea.

Extrudarea

Definiție. Clasificarea și analiza procesului

Extrudarea este procesul de deformare a metalului, în vederea obținerii unor piese cu pereți subțiri sau cu secțiune transversală, diferită de a semifabricatului, sub acțiunea forței exercitate de un poanson ce obligă metalul să curgă prin orificiul din placa activă sau prin jocul existent în zona activă. Prin acest procedeu se fabrică o gamă largă de produse, ca tuburi, piese pentru felectrotehnică, radiotehnică, piese cave și sub forma de țevi cu pereți subtiri cu secțiume rotundă, pătrată etc., inele de rulmenți, chei tubulare, butelii, pistonașe, roți dințate tubulare, piulițe speciale, piese pline de tip tijă cu două sau mai multe trepte și cu secțiune transversală diferită, diverse profile utilizate în tâmplărie. Este indicat să se utilizeze extrudarea atunci când lungimea piesei depășește diametrul minim de 2…3 ori la piesele cu un capăt închis sau parțial deschis, atunci când la prelucrarea prin alte metode este necesar să se îndepărteze un volum mare de material, în producția de serie mare. Procedeul nu se aplică la piese ce pot fi ușor prelucrate prin așchiere, la serie mică, la piese de formă asimetrică.

În figura sunt prezentate câteva piese obținute prin extrudare la rece. Dimensiunile în plan ale pieselor extrudate la rece sunt foarte diferite, putând varia între 3 și 160 mm, în timp ce înălțimea lor poate fi cuprinsă în intervalul 2….450 mm, iar grosimea pereților în intervalul 0,1…20 mm. Cel mai ușor se execută piese axial simetrice, care pot avea diferite forme și dimensiuni . Se recomandă să nu se execute piese ce au colțuri ascuțite, la care curgerea uniformă a materialului este dificilă. De aceea, de multe ori, trecerea de la pereții laterali la fund se face cu un unghi, iar la baza piesei se utilizează unghiuri de 120°. Este indicat ca, piesele de formă asimetrică, să fie realizate împreună, din aceeași piesă simetrică, din care apoi să se separe piesele dorite. Piesele obținute prin extrudare au proprietăți mecanice deosebite datorită fenomenului de ecruisare și a calității suprafeței obținute ce poate ajunge până la 0,321 , parametrul .

Fig. Exemple de piese obținute prin extrudare

Materialele supuse extrudării trebuie să aibă proprietăți de deformabilitate ridicate putându-se prelucra Al, Pb, Cu etc. Se poate aplica și la oțeluri cu conținut de carbon sub 0,45% (de preferat sub 0,1+0,2 %) dar care necesită forțe de deformare mai ridicate și deci utilaje și scule rezistente la solicitări.

Fig. 8.18. Clase de piese axial – simetrice obținute prin extudarea

Un anumit procent de Mn, Cr, Ni ca elemente de aliere, în materialul semifabricatului supus extrudării, poate conduce la o deformabilitate mai bună. Traseul tehnologic cuprinde: debitarea semifabricatelor (la dimensiuni rezultate prin metoda egalării volumelor); lubrifierea; extrudarea propriu-zisă; degresare și eventual tratamentul termic.

Este posibil ca, înainte de extrudare și lubrifiere, să se aplice un tratament termic de recoacere de înmuiere pentru ca rezistența la curgere să fie cât mai redusă. Debitarea se face prin așchiere sau prin forfecare. Lubrifierea constă, așa cum s-a mai arătat, în acoperirea semifabricatului cu un strat de lubrifiant. La oțeluri, în prealabil se recormandă fosfatarea suprafeței pentru a mări gradul de absorbție al lubrifiantului. Fosfatarea se realizează prin scufundarea pieselor într-o soluție acidă în care se introduc fosfați (cel mai utilizat fiind trifosfatul de zinc) rezultând un strat dur pe suprafața piesei pe o adâncime redusă. Stratul este poros și absoarbe mai mult lubrifiant. Ca lubrifiant se folosesc uleixiri vegetale, grăsimi animale sau lubrifianți solizi (grafit, talc, etc.). O cantitate prea mare de lubrifiant este la fel de daunătoare ca și lipsa lubrifiantului deoarece se produc fenomene nedorite de expulzare a surplusului de lubrifiant. La extrudarea oțelului, ca lubrifianti se utilizează grafit și bisulfura de molibden, la plumb se recomandă stearatul de zinc, iar pentru cupru și aliajele sale sunt indicate uleiurile minerale cu vâscozitate mare și stearatul de calciu.

În prezent, se folosesc următoarele procedee de extrudare la rece (fig. 8.19): extrudare directă, extrudare indirectă, extrudare radială. De asemenea, se mai pot utiliza o serie de procedee rezultate prin combinarea acestora, cunoscute sub denumirea de extrudări combinate.

Extrudarea directă, constă în curgerea materialului în sensul de deplasare al poansonului (fig., a, b, c). Se pot fabrica, în acest fel, piese de tipul tijelor și al tuburilor cu capăt deschis sau închis, grosimea capătului închis putând fi ega! cu a pereților sau mai mare.

Fig. Princlpalele scheme de extrudare la rece: 1-poanson; 2 – placă activă (matrițe) de extrudare; 3 – piesa; 4 – contrapoanson; 5 – limitator; 6 – placă – matriță;7 – dorn

De asemenea, se pot obține și piese tubulare (similar ca la ambutisarea cu subțiere), forma poansonului fiind ca cea din figura /b sau se utilizează un contrapoanson, ca în figura ,c. Se pot fabrica și produse cu nervuri, avantajul procedeului constând în faptul că lungimea produsului nu depinde de lungimea poansonului. Astfel este posibilă utilizarea rnatritțlor cu poansoane scurte, ce pot ft executate cu dimensiuni foarte exacte, rezultând piese mai precise decât la extrudarea inversă. Analizând fenomenul de curgere într-o secțiune se observă că în mijloc rezistența la curgere este mai mică datorită faptului că pe exterior acționează forțele de frecare dintre pereții matriței și materialul semifabricatului. Materialul ce vine în contact cu peretele curge mai târziu iar cel ce este în contact cu capul poansonului se ecruisează ultimul, de obicei el nu curge.

Într-o primă etapă poansonul refulează semifabricatul cilindric până la umplerea completă a spațiului dintre matriță și poanson, forța de extrudare crescând brusc și întregul volum de material se ecruisează.

În a doua etapă poansonul continue cursa, metalul devenit plastic fiind forțat să curga prin orificiul matriței, până ce semifabricatul atinge o înălțime de circa o treime din înălțimea inițială. În această etapa forța rămâne aproximativ constantă.

O a treia faza a procesului de extrudare ține până ce înălțimea semifabricatului atinge o valoare egală cu diametral d al matriței, etapa în care forța scade continuu. Ultima faza ține până la atingerea unei înălțimi a semifabricatului neextrudat egală cu jumatate din diametru, în această faza forța crescând. Trecerea de la forța minimă din faza a treia la cea maximă, din etapa a patra marchează terminarea procesului de extrudare. Continuarea extrudării sub 0,5d ar provoca creșteri importante ale ecruisării metalului, mărirea forței necesare, uzura și deteriorarea sau chiar distrugerea sculei sau presei.

La început forța crește de la valoarea zero la o valoare maximă (I) moment în care începe curgerea. Se produce umplerea containerului matriței, materialul curge, forța rămâne constantă pânî ce înălțimea semifabricatului este (II). Materialul curge în continuare, iar forța de extrudare se micșorează până ce înălțimea semifabricatului atinge înălțimea d egală cu diametral matriței (III). Are loc o creștere a temperaturii rezultate din proces și se micșorează zona activă. În cea de-a patra fază forța este în continuă creștere existând fi pericolul distrugerii matriței.

Fig. Etapele extrudării directe a pieselor pline

La extrudarea inversă materialul este presat de către poanson și obligat sș curgă în sens invers deplasării acestuia, prin jocul existent între poanson și placa de extrudare (fig., f) sau prin orificiul existent în poanson (fig., d si e). Grosimea bazei produsului este determinată de cursa presei și nu depinde de grosimea pereților. Procedeul se folosește la fabricarea unui sortiment foarte mare de produse tubulare, cu diferite forme de secțiuni transversale și, în general, cu pereți laterali perpendiculari pe bază. Pot fi obținute și produse cu nervuri interioare și exterioare, precum și cu mai multe cavități. Avantajul procedeului constă în simplitatea construcției matriței și în ușurința scoaterii produsului. Are dezavantajul ca produsul trebuie să aibă lungimea mare, deci cursa presei, trebuie să fie, de asemenea, foarte mare.

Fig. Variația forței la extrudarea directă

Rezistența de deformare la extrudarea inversă este mai mare decât la procedeul direct și create pe măsura micșorării grosimii pereților piesei. Curgerea materialului se face prin jocul rămas între poanson și placa activă. Variația forței este similară cu cea de la extrudarea directă. La început forța crește atingând o valoare maximă până la umplerea totală a volumului din zona activă materialul ecruisându-se.

În faza a doua, poansonul își continuă cursa, începe curgerea materialului în spațiul dintre elementele active, în sens contrar deplasării poansonului, până ce înălțimea semifabricatului va atinge valoarea (h fiind înălțimea semifabricatului la sfârșitul primei etape),iar forța rămâne aproximativ constantă .

În faza a treia materialul curge mai intens prin spațiul inelar, se produce o cantitate însemnată de căldură, iar forța scade până ce înălțimea fundului atinge o valoare egală cu grosimea peretelui piesei. În cea de a patra etapa (etapa ce poate lipsi) straturile de metal
vecine cu poansonul curg prin spațiul inelar, înălțimea fundului devine mai mică decât a peretelui piesei, iar forța de extrudare crește.

Fig. Etapele procesului de deformare la extrudarea inversă

Fig. Variația forței la extrudarea inversă

Fig. Forme (a) și exemple (b) de piese obținute prin extrudare radială

Extrudarea radială este caracterizată prin faptul că materialul semifabricatului curge perpendicular pe direcția de deplasare a poansonului (fig. g, h, i). Se pot obține piese cu configurație foarte diferită, cu nervuri pline sau goale (fig. ), profile dințate, scule așchietoare de tip lărgitor și alezor etc.

Extrudarea combinata are loc prin deplasarea materialului semifabricatului presat de către poanson, atât în sensul de mișcare la cursa activă a acestuia, cât și în sens contrar . Prin acest procedeu se execută piese de forma mai complicată, ca de exemplu piesele tubulare în trepte, cu grosimi diferite în lungul acestora sau cu aceeași grosime la toate treptele precum și piese cave prevăzute cu proeminențe și cepuri cilindrice sau

prismatice sau piese cu cavități la ambele capete . Dimensiunile și precizia acestor piese sunt simiiare cu cele obținute prin extrudare directă și respectiv inversă.

Fig. Schema procesului de extrudare combinată: 1 -poanson; 2- placa activă; 3 -semifabricat; 4- orificiu

Determinarea forțelor de extrudare

Datorită condițiilor în care se produce deformarea la extrudare, precum și datorită proprietăților elasto – plasto – vascoase pe care le au materialele metalice supuse prelucrării, procesul extrudării este extrem de complex. Din acest motiv nu sunt stabilite relații de calcul

universal valabile în toate cazurile de prelucrare prin acest procedeu.

Fig. Forme (a) și exemple (b) de piese obținute prin extrudare combinată

În cazul extrudării gradul de deformare se exprimă prin relația:

în care și sunt ariile secțiunilor semifabricatului în zona dinaintea deformării și după deformare, cu diarnetrele D și d.

Determinate forței la extrudarea directă a tijelor

În practică sunt două metode mai utilizate: metoda egalării lucrului mecanic sau a egalării energiilor și metoda elementului de volum. Se consideră un semifabricat sub formă de bară cu diametrul D și înălțimea H din care se obține, prin extrudare, o piesă plină cu diametrul d.

Placa de extrudare se poate considera că este formată din trei zone:

– zona de ieșire, având forma cilindrică cu dimensiunile (d, h);

– zona de deformare sau zona de trecere având formă tronconică înclinată cu unghiul față de axă;

– zona de intrare a semifabricatului având formă cilindrică superioară cu diametrul D și înălțimea H.

Fig. Zona de lucru a unei matrițe

Forța totală exercitată de poanson va trebui să învingă frecările din cele trei zone și F, și să realizeze deformarea în zona tronconică F.

Dacă este viteza de deformare, atunci energia necesară învingerii frecării va fi data de relația:

Scriind forța în funcție de aria laterală a cilindrului și de coeficientul de frecare , se poate scrie ca lucrul mecanic de frecare este:

Cum din criteriul al doilea al plasticității, a lui Tresca se poate scrie:

Prin egalarea relațiilor se poate scrie:

în care S este suprafața transversală a semifabricatului în regiunea de diametru D.

Pentru a determina forța de frecare în zona de trecere se face o secțiune la

distanta y de vârful conului ce va avea diametral Dy. Cantitatea de

material ce trece prin secțiunea D este egală cu cea care trece prin secțiunea de

diametru Dy. Lui Dy i se dă o creștere d (Dy) și se egalează lucrul mecanic, rezultând:

Unde este variația pe înălțime a diametrului.

Rezultă: dF

În care sete coeficientul de frecare între material și matriță în zona de trecere.

Fig. Schema zonei de deformare la extrudare

Se egalează debitele de material din secțiunile D și D, dat fiind că prin cele două secțiuni să traecă aceeași cantitate de material, și se obține:

Se înlocuiește și rezultă:

Sau:

Pentru găsirea expresiei forței se integrează relatia de mai sus între limitele de variatțe ale lui , respectiv, d < Dy < D obținându-se :

Determinarea forței de frecare în zona cilindrică inferioară cu diametrul d și înălțimea h este similară ca în cazul zonei cilindrice superioare, cu dimensiunile D și H, respectiv se scriu energiile date de forțele de frecare, rezultând:

în care este coeficientul de frecare între material și matriță în zona de ieșire.

Cum se poate scrie: de unde:

Ramâne de determinat forța de deformare. Pentru aceasta aplicăm metoda elementului de volum.. Ecuația de ecllilibru pentru elementul de volum considerat se scrie:

Efectuând calculele se obține:

De unde rezultă:

și deci:

Ținând cont de criteriul lui Tresca scris sub forma se obține:

și ca urmare, prin integrare, va rezulta:

Cum pentru Dy = d tensiunea rezultă că In C = -2 In d ceea ce face ca

relatia să devină:

Cum pentru a obține o deformare trebuie învinsă o forță maximă ce acționează pe suprafața superioară a trunchiului de con, de arie. adică pentru Dy = D, se obține:

Aceasta face ca forța de deformare să capete expresia:

Ținând cont de relațiile anterioare se obține pentru forța totală la extrudarea directă expresia:Nu se vede relatia

De asemenea, se poate scrie și expresia presiunii necesare extrudării. Aceasta va fi:

Se observa că, la extrudarea directă forța și presiunea necesară pentru prelucrare depinde de rezistența la deformare a materialului prelucrat, de caracteristicile dimensionale ale zonei active (mărimile H, h, D, d, a), precum și de coeficiețtii de frecare din zona de lucru. De obicei, și relația se va mai simplifica.

Pentru calculul forței, în practică, se pot folosi relații de tipul F=pS în care S este aria secțiunii transversale, iar p este presiunea pentru extrudare, depinzând de materialul prelucrat și de schema de lucru, având valori, în cazul extrudării directe, de 400…700 MPa în cazul aluminiului și de 1000…1800 MPa în cazul oțelului.

Determinarea forței la extrudarea directă a tuburilor

La extrudarea directă a tuburilor schema de forțe este similară cu cea de la extrudarea pieselor de tip tijă, apărând în plus o forță de frecare în zona dintre material și dorn, de forma.

, în care in care este coeficientul de frecare dintre materialul

semifabricatului și dorn.

De asemenea, aria supusa deformării nu va mai fi , ci intervine expresia

pentru a determina forța de deformare prin metoda elementului de volum. În calculul ariilor suprafețelor supuse deformării S și vor interveni relații de tipul și , în care d este diametul dornului.

Fig. Schema extrudării directe a semifabricatelor tubulare

Determinarea forței în cazul extrudării inverse

Se consideră cazul deformării inverse (spre înapoi) a unui semifabricat plin cu diametral d din care urmează să se obțină o piesă tubulară cu diametrul interior D.

Fig. Schema extrudării inverse a tuburilor din semifabricate pline

Se constată că, în procesul de extrudare, se formează, în fața poansonului, un con de material puternic ecruisat ce nu suferă deformare. Când acest con atinge fundul matriței există pericolul că fie placa de activă, fie poansonul să se distrugă.

Pentru determinarea forțelor se va aplica metoda elementului de volum. Se va considera un sistem de coordonate cu originea în vârful conului și se ia un element de volum situat la o distanță z de vârful conului și apoi se da o creștere dz. Elementul de volum rezultat este supus acțiunii unor forțe pentru care se scriu ecuațiile de echilibru, rezultând:

în care și sunt coeficienții de frecare între materialul semifabricatului și placa activă, respectiv conul de material ecruisat. Se observă că se poate exprima și în funcție de unghiul al conului și de variația de diametru dal trundmilui de con. Se scrie:

Fig. Schema forțelor ce acționează asupra unui element de volum la extrudarea inversă

Ca urmare ecuația de echilibru, în urma efectuării calculelor se transformă în:

Se efectuează calculele, se neglijează infințtii mici de ordin superior și se obține:

Se ia în considerarea criteriul al doilea de plasticitate, a lui Tresca: scris sub forma și se efectuează mai întâi calculele pentru expresia din paranteza dreaptă, rezultând:

Înlocuind, se obține:

Sau:

Pentru determinarea tensiunii oz trebuie sa se integreze relatia. Dat fund complexitata expresiei se folosesc pentru început niște ipoteze simplificatoare. Se presupune , în acest caz expresia devine:

De unde, prin integrare, rezultă:

Pentru determinarea constantei C se pun condițiile de limită, respectiv pentru , ca urmare InC = , ceea ce conduce la expresia:

Dacă și (frecarea interioară va fi mai mare ca frecarea dintre
semifabricat și pereții utilajului) relația devine:

Pentru rezolvarea ecuației se înmulțește fi numitorul și numărătorul expresiei din membrul stâng cu expresia , rezultând:

Se integrează aceasta expresie și se obține:

Pentru aflarea constantei de integrare se pune condiția de limită, respectiv pentru se obține și ca urmare rezultă:

Se obține astfel, că și deci ecuația se poate scrie:

de unde prin calcule succesive rezultă:

În final se obține expresia:

În cazul în care și , relația devine:

De asemenea, calculele pot continua și pentru .

Forța de extrudare inversă se va calcula cu expresia:

Pe baza expresiilor de calcul a forțelor de deformare la extrudare directă și inversă, se poate aprecia care din aceste procedee este mai avatajose și se poate alege schema de lucru corespunzătoare.

Caracterizarea tehnologică a extrudării la rece

Prin extrudare la rece se pot obține, așa cum s-a mai arătat, atât piese simetrice cât și piese asimetrice axial. În acest din urmă caz este esențial ca centrul de greutate al piesei să se găsească pe axa sculei. Prin extrudare la rece se obțiri, de asemenea, și piese cu formă specială cum sunt roțile conice, pinioanele de comandă și alte profile sau danturi. Limita practică a dimensiunilor maxime a pieselor extrudate la rece este determinată de solicitarea maximă admisă a sculei, de cursă, mărimea și tipul presei pe care se realizează extrudarea. Practic se pot oțtine piese cu dimensiuni începând de la câțiva milimetri, pentru aparatura specifică mecanicii fine, electronicii și electrotehnicii și până la diametre echivalente de 250 mm și lungimi de peste 3000 mm în industria aeronautică.

Grosimile de perete ale pieselor variază în funcție de forma și materialul piesei, între 0,5 și 15 mm pentru oțel și între 0,05 și 5 mm pentru aliaje neferoase. La extrudarea inversă raportul dintre lungimea tubului și diametrul nu depăsește, de obicei, valori de 3…10.

Calitatea suprafțtei pieselor extrudate este superioară strunjirii fine și se situează foarte aproape de rectificarea fină. Se pot obține valori ale parametrului Ra în jur de 0,1…0,4 în funcție de pregătirea semifabricatului, de calitatea suprafeței elementelor active, de mărimea grăuntelui materialului și de variațiile de secțiune.La piesele cu cavitate interioară, suprafața exterioară este, în general, mai rugoasă decât cea interioară.

Precizia pieselor obținute este deosebit de ridicată, dependența de rigiditatea presei, de jocul din ghidaje, de precizia de execuție a elementelor active, de material etc. În cazul pieselor de tipul tijelor abaterile dimensionale la diametru pot ajunge până la ±0,05 mm. În cazul pieselor cave abaterile dimensionale ajung până la ±0,08 la diametrul exterior și ±0,1 la diametrul interior.

Fig. Suecesiunea operațiilor de extrudare la realizarea unei piese de tip

Fig. Succesiunea operațiilor de extrudare la executarea unei piese de tip

bucșă cu umăr mai trebuie 2 desene

Un aspect foarte important al extrudării la rece este cel al economic! de material și de energie. În raport cu prelucrările prin așchiere, aceasta economie este de 25…60%, uneori chiar 75%. Totuși se consideră că extrudarea devine economică dacă se prelucrează un număr minim de piese, în general mai mare de 3000, în funcție de greutatea lor.

Numărul operațiilor din care se obține piesa se stabilește în funcție de un grad de deformare numit deformație principală totală admisibilă, exprimată logaritmic. În principiu, printr-o singură operație nu se pot executa decât deformări maxime limitate de caracteristicile materialului extrudat și de utilaj.

Procesul tehnologic de extrudare la rece se stabilește, adesea, pe cale practică, prin experirmentări. Pentru exemplificare, în figura 8.32 se prezintă succesiunea operațiilor de extrudare la executarea unei piese de tip suveică pentru mașinile de cusut, pornind de la un semifabricat de tip bară debitată, iar în figura 8.33 succesiunea operațiilor pentru realizarea unei bucșe cu umăr cu un capăt plin.

Utilaje și matrițe pentru extrudare

Matrițele pentru extrudare sunt special executate pentru acest tip de prelucrare, pe ele nemaiavând loc și alte prelucrări. Ele au diverse forme constructive, în funcție de tipul operației și de volumul producției pentru care sunt proiectate și realizate. În cazul producției de serie mare și de masă se utilizează matrițe de mare durabilitate și productivitate înzestrate cu dispozitive și mecanisme de alimentare automată și de evacuare a pieselor pentru extrudare, în timp ce pentru producția de serie mică se utilizează matrițe modulate.

La proiectarea matrițelor de extrudare se va avea în vedere ca poansoanele și plăcile active sunt supuse unor sarcini dinamice, de aceea este necesar să se utilizeze, pentru aceasta, materiale cu duritate și tenacitate ridicată. Matrițele trebuie să aibă, de asemenea, o rigiditate ridicată pentru a asigura obținerea unor piese de înaltă precizie.

În scopul obținerii unor precizii ridicate pentru creșterea durabilității, poansonul trebuie perfect centrat în orificiul plăcii active. Ca urmare, sunt necesare construcții adecvate ale elementelor active și, de asemenea, este obligatorie utilizarea sistemelor de ghidare cu bile. Geometria părții active a poansonului trebuie realizată în așa fel încât să reducă la minim încălzirea semifabricatelor și frecarea, ceea ce impune reducerea cât mai mult posibil a suprafeței de contact semifabricat – elemente active.

Fig. Schema de principiu a matrițelor

de extrudare

În principiu o matriță de extrudare la rece este formată din două pachete. Pachetul superior cuprinde poansonul a și placa de presiune b, legate de placa superioară, iar pachetul inferior are în componență placa activă c, inelul de fretare d, contrapoansonul e, placa de presiune /, tija de extracție a piesei g și aruncatorul h, toate așezate pe placa de baza. În figura a și b se prezintă ansamblul a două matrițe pentru extrudare directă și respectiv pentru extrudare inversă.

Prelucrarea pieselor prin extrudare pe prese automate prezintă unele particularități față de tehnologiile de extrudare pe prese cu un singur post de deformare, și anume:

succesiunea fazelor trebuie corelată atât cu capacitatea de deformare a materialului de presare, cât și cu încărcarea sculelor;

sculele de presare trebuie să fie secționate transversal, pentru a permite eliminarea aerului și a surplusului de lubrifiant (în caz contrar putându-se fisura matrița);

Fig. Ansamblul unei ma trițe pentru extrudarea directă (a) și pentru extrudarea inversă (b): I – placa superioară; 2- placa de presiune; 3 – poanson; 4- placa activă; 5- placă suport; 6 – piesă extrudată; 7 – placă de trecere; 8 – placă de bază; 9 – placă de scoatere; 10

Fig. Dispunerea posturilor de presare și succesiunea deformărilor pentru realizarea prin extrudare și refulare la rece a șuruburilor pe prese automate

c) trebuie utilizați lubrifianți care să-și păstreze proprietățile la temperaturi ridicate, în jurul valorilor de 300°C.

În figura se prezintă succesiunea fazelor și a sculelor de deformare pentru executarea prin extrudare a pieselor de tipul șuruburilor cu locaș hexagonal și cu cap randalinat. Acest set de scule folosește, ca semifabricat inițial, bare. În prima fază se realizează o extrudare a tijei urmând ca apoi să se formeze, în cea de a doua fază, capul șurubului într-o matriță cu canale de evacuare a aerului și a excesului de lubrifiant. În faza a treia se formează presarea capului șurubului, randalinarea acestuia și se realizează porțiunea din tijă ce urmează a fi filetată. În ultima fază se teșesc muchiile inferioare ale tijei și se stabilește forma finală a capului.

În figura se prezintaă succesiunea sculelor (și a fazelor de deformare) pe o presă de extrudare automată, pentru realizarea unei bucșe cu umăr. La primul post de lucru se face presarea suprafețelor forfecate a semifabricatului, la postul al doilea se realizează o extrudare inversă cu ajutorul unor matrițe prevăzute cu inele de fretare, a unui contrapoanson și a poansonului corespunzător. În postul al treilea, piesei i se măresc dimensiunile printr-o extrudare directă, iar la postul al patrulea se aduce piesa la forma finală.

Fig. Dispunerea posturilor de presare și succesiunea deformărilor pentru extrudarea unei piese în formă de bucșă cu umăr

Poansonul și placa activă au, în procesul de extrudare, un rol deosebit, ele și foarte solicitate. Poansonul trebuie să transmită forța de la presa către stemifabricatul supus deformăarii, iar placa activă trebuie să reziste la solicitările foarte mari rezultate din procesul de deformare. Ele trebuie să reziste la solicitări mecanice complexe și să fie rezistente la uzură.

Pentru execuția poansoanelor se recomandă oțeluri și aliaje dure, cu durități în jurul valori de 62…63 HRC. Se pot utiliza oțeluri aliate cu crom, ce au un procent de până la 8…12% Cr, oțeluri rapide de tipul S.6-5-2, M2, M42, M4, Rp3, Rp4 și carburi metalice din clasa G2…G6.

Oțelurile pentru poansoane se supun unui tratament terrnic, în scopul obținerii unei structuri cu martensită aciculară fină. Poansoanele din oțeluri rapide se supun unor carbonitrurări, cianizări, nitrurări sau nitrurări ionice. Semifabricatele utilizate pentru confecționarea poansoanelor trebuie să aibă diametre cât mai apropiate de ale poansonului și să aibă suprafața exterioară fără defecte.

Fig. Tipuri de poansoane utilizate la extrudarea la rece: a – pentru extrudarea directă a tijelor; b – pentru extrudarea directă a semifabricatelor tubulare; c- poanson cu manșon fix pentru semifabricate tubulare; d- poanson cu manșon tubular mobil pentru semifabricatele tubulare; e- poanson pentru extrudarea inversă.

Tipurile constructive de poansoane pentru extrudare sunt prezentate în figura. Se observă ca acestea sunt formate în general din trei părți: o tija I, o parte de prindere, 2, prevazută cu o zona centrală, un umăr și un cap de centrare, un dorn B în cazul poansoanelor pentru semifabricate tubulare sau o zonă activă cu geometrie specifică, în cazul poansoanelor pentru extrudare inversă.

Geometria poansoanelor pentru extrudare directă este mai simplă comparativ cu a poansoanelor pentru extrudare inversă. Partea activă a acestor poansoane are forma plană cu dimensiunile corespunzătoare semifabricatului și piesei prelucrate. Poansoanele pentru extrudare inversă au diametral capului d egal cu diametral găurii de extrudare, iar forma depinde de materialul prelucrat. Poansoanele cu cap ascuțit au unghiul = 150 160° pentru oțeluri și a = 175 177° pentru aluminiu. Există și poansoane cu cap curbiliniu utilizate îndeosebi pentru extrudarea materialelor neferoase.

Fig. Geometria poansoanelor pentru extrudare inversă: a- poanson de tip scurt; b – poanson de tip lung; c- cu partea superioară cilindrică și conică; imagine

În acest caz mulțimea capului se ia de 2 5 mm iar diametrul tijei se ia mai mic cu circa 0,2 mm decât diametrul capului pentru a micșora frecarea cu materialul. Partea superioară, de obicei, are forma tronconică și mai rar cilindrică.

Fig. Construcția plăcilor active de extrudare: a, b – pentru extrudare directă: D – egal cu cel al semifabricatului plus un joc; Hi = g + 3 4 mm; g – grosimea semifabricatului; 2y = 140 180° – Cu, Zn, Al; 2a = 120150° – alamS ; h – adâncimea zonei de calibrare ; h = 1,5 4 mm (mai mare pentru materialele greu deformabile); R = 0,5 2,0 mm; Ri = 0,2 1,0 mm; d' = d + (1,5 3} mm;

Plaăile active pentru extrudare se execută din oțeluri similare cu cele folosite pentru poansoarte, iar tratamentul termic este, în principiu, același. Pentru producția de serie mare și pentru extrudarea oțelurilor aliate, se folosesc pentru plăci, pastile din carburi metalice, asamblate prin fretare și apoi rectificate. De obicei însă, păacile active pentru extrudare se execută în construcție asamblată, cu elemente active de tip bucșă (pastilă). Pentru extrudarea directă cea mai răspândită formă este cea din figura , a, având diametrul D egal cu cel al semifabricatului (cu prevederea unui joc necesar introducerii acestuia în cavitatea plăcii) și adâncimea . Exteriorul bucșei active are formă tronconică sau cilindrică cu guler. Pentru extrudare directă a materialelor cu rezistență la deformare mare și pentru grade mari de deformare, zona de deformare are formă dublu tronconică sau sau curbilinie, .

Plăcile pentru extrudarea inversă se construiesc cu fundul conic plan, cu colțuri rotunjite cu raza de 1…2 mm, înălțimea cavității Hi=l,5H (H fiind grosimea sernifabricatului) și partea superioară ușor tronconică () pentru micșorarea frecărilor cu materialul prelucrat. Înălțimea a orificiului pentru tija împingătorului se stabiliește prin calcul de rezistența de forfecare.

Stamparea și marcarea

Fig. Schema matriței de stampare (a) și schema stampării manuale (b)

Ștamparea este procedeul de deformare locală a materialului, cu modificarea grosimii

acestuia, pentru obținerea unui relief la suprafața piesei. Prin acest procedeu se execută monede, decorații, medalii, inscripții etc. În general ștamparea se execută pe matrițe de tip închis, după o schema ca cea din figura . La această operație materialul se deplasează pe direcția de aplicare a forței berbecului. Chiar dacă deplasarea este mică, de multe ori forțele necesare pentru deformare sunt mari. De obicei forța pentru ștampare se calculează cu o relație de tipul: F=Ps, în care S este suprafața proiecției piesei pe un plan perpendicular pe direcția de aplicare a forței, iar p este presiunea specifică de ștampare specifică fiecărui material și are valoare de 1200..1500 MPa pentru monede de aur și 2500…3000 MPa pentru cadrane subțiri din alamă și piese din oțel inoxidabil.