TEMA: PROIECTAREA UNUI DISPOZITIV DESTINAT PRELUCRĂRII PRIN DEFORMARE PLASTICĂ SUPERFICIALĂ A SUPRAFEȚELOR CILINDRICE EXTE RIOARE ÎNDRUMĂTOR, PROF…. [625674]

UNIVERSITATEA TEHNICĂ ”GHEORGHE ASACHI” DIN IAȘI
FACULTATEA DE CONSTRUCȚII DE MAȘINI ȘI MANAGEMENT
INDUSTRIAL
PROIECT DE LICENȚĂ
ÎNDRUMĂTOR,
PROF. DR. ING. NAGÎȚ GHEORGHE
ABSOLVENT: [anonimizat]
2015 2

UNIVERSITATEA TEHNICĂ ”GHEORGHE ASACHI” DIN IAȘI
FACULTATEA DE CONSTRUCȚII DE MAȘINI ȘI MANAGEMENT INDUSTRIAL
PROIECT DE LICENȚĂ
TEMA: PROIECTAREA UNUI DISPOZITIV DESTINAT
PRELUCRĂRII PRIN DEFORMARE PLASTICĂ SUPERFICIALĂ
A SUPRAFEȚELOR CILINDRICE EXTE RIOARE
ÎNDRUMĂTOR,
PROF. DR. ING. NAGÎȚ GHEORGHE
ABSOLVENT: [anonimizat]
2015 3

REZUMAT
În cadrul proiectului numit PROIECTAREA UNUI DISPOZITIV DESTINAT STRATULUI
SUPERFICIAL sunt prezentate:
– În primul capitol numit Deformarea plastică superficială la rece sunt prezentate pe larg
generalități legate de procesul de deformare plastică la rece, clasificarea metodelor utilizate,
materiale prelucrate prin DPSR, fenomene ce apar in stratul superficial al pieselor prelucrate,
domenii de aplica re, obținerea microreliefului regulat iar spre incheiere particularități geometrice
și fizico -mecanice ale suprafețelor prelucrate prin netezire și vibronetezire cu diamant
– În capitolul secund numit Echipamentul tehnologic și tehnici de cercetare este p rezentat
echipamentul tehnologic folosit în deformarea plastică la rece precum și diverse tehnici de
cercetare folosite de -a lungul evoluției procesului de deformare plastică și bineînțeles de -a lungul
evoluției tehnicii.
– În capitolul al treilea numit s ugestiv Justificarea soluției alese am prezentat justificarea soluției
alese prin indicarea temei, a soluției alese și dimensionarea dispozitivul de vibronetezire și
durificare a stratului superficial căruia i -am atașat și desenele de execuție necesare înț elegerii
depline a dispozitivului și funcționării lui.
– În capitolul patru am prezentat proiectul din cadrul obiectului Tehnologia Presării la Rece și
anume proiectarea unei matrițe destinată ambutisării unei piese
– În cadrul părții ce cuprinde anexele atașate proiectului am atașat și desenele de execuție
necesare înțelegerii depline a dispozitivului și funcționării lui precm și un model de solicitare
executată în programul de Computer Aided Design (CAD) numit Solid Works în care se prezintă
foarte sugestiv punctul de deformare maximă și punctul de stress maxim. 4

CUPRINS
Rezumat…………………………………………………………………………………………….3
Introducere…………….. …………………………………………………………………………7
Memoriu justificativ…………………………………………………………………………..9
1. Deformarea plastică superficială la rece…………….. ………………………..10
1.1. Generalități despre deformarea plastică superficială la rece………………………..10
1.2. Clasificarea metodelor de defomare plastică superficială……………………………12
1.3. Materiale și piese car e se prelucrează prin DPSR………………………………………13
1.4. Fenomene care apar în stratul superficial al pieselor prelucrate

prin DPSR………………………………………………………………………………………. ….14
1.5. Prelucrarea pieselor prin DPSR cu vârfuri sferice din diamant……………………14
1.6. Domenii de aplicare a DPSR………………………………………………………………….18
1.7. Obținerea microreliefului regulat prin deformare plastică superficială la
rece…………………………………………………………………………………………………….19
1.8. Formarea și clasificarea microreliefului regulat de suprafață………………………23
1.9. Particularități geometrice și fizico -mecanice ale suprafețelor prelucrate prin netezire și
vibronetezire cu diamant………………………………………………………..24
2. Echipamentul tehnologic și tehnici de cercetare…………….. ……………..28

2.1. Analiza sistemică a procesului de DPSR cu diamant……………………………………..28
2.2. Dispozitive și aparatură pentru experimentare……………………………………………….32
2.3. Elemente de deform are (scule) folosite la DPSR…………………………………………..32
2.3.1. Role și bile pentru rularea interioară și exterioară………………………………….32
2.3.2. Vârfuri sferice din diamant utilizate la DPSR………………. ………………………34
2.4. Clasificarea dispozitivelor folosite la prelurarea prin DPSR cu diamant…………..35
2.5. Scheme cinematice și constructive de tehnologie pentru DPSR cu
diamant………………………………………………………………………………………………………. …40
2.6 Concluzii privind calitatea suprafețelor pieselor cu MRR complet nou, prelucrate prin
DPSR………………………………………………………………………………………………………54
2.7. Influența parametrilor regimului de lucru asupra proprietăților fizico -mecanice ale stratulu i
superficial la DPSR cu diamant…………………………………………………………….56
3. Justificarea soluției alese………………………………………………………………59

3.1. Tema……………………………. …………………………………………………………………………59
3.2. Soluția aleasă……………………………………………………………………………………………5 9
3.3. Dimensionarea dispozitivului……. ……………………………………………………………….60 5

Concluzii………………………………………………………………………………………….75
4. PROIECT – Tehnologia presarii la rece……………….. ………………..
I. Proiectarea tehnologiei de prelucrare ………………………………………………………………… 78

Capitolul 1. Analiza datelor inițiale …………………………………………………………………………………78
1.1. Analiza materialului ……………………………………………………………………………………… ….. 78
1.2. Analiza desenului de execuție …………………………………………………………………………….. 79

Capitolul 2. Calcule tehnologice ………………………………………………………………………………… 80
2.1. Determinarea diametrului semifabricatului plan……………………………………………………..80
2.2. Adoptarea tipului de bandă ……………………………………………………………………81
2.3. Stabilirea lățimii benzii ………………………………………………………. …………………81
2.4. Calculul cantitățtii de material pentru volumul de producție dat ……………………………….81
2.5. Determinarea numărului operațiilor de ambutisare ……………………………………………..82
2.6. Determinarea t ipului operațiilor de ambutisare ……………….….……………………………83
2.7. Adoptarea razelor de racordare ……………………………………………………………… 83
2.8. Determinarea diametrelor intermediare ………………………………………………………… 83
2.9. Calculul înălțimilor intermediare …………….……………………………………………………. 84
2.10. Întocmirea fișei tehnologice ………………………………………………………………… 85

Capitolul 3. Calculul fortelor tehnologice, a lucrului mecanic si a puterii de matrițare …………. 87
3.1. Forța de ambutisare ………………………………………………………………………………………. 87
3.2. Forța de apăsare pentru reținerea mater ialului ……………………………………………………… 87
3.3. Forța de împingere prin placa activă …………..…………………………………………………… 87
3.4. Forța de amortizare ………………………………………………………… …………………………. 87
3.5. Calculul forței de tăiere a cuțitului de pas ……………………………………………………………. 89
3.6. Calculul fortei de perforare la fund ……………………………..……………………………… 8 9
3.7. Calculul fortei de decupare pe contur ……………………………………………………….. 89
3.8. Determinarea fortei totale de ambutisare ……………………………………………………….. 89
3.9. Determinarea lucrului mecanic ……………………… …………………………………………………… 90
3.10. Determinarea puterii de ambutisare ……………………………………………………………. 90
3.11. Determinarea centrului de presiune ……………………………. ……………………………… 91

II. Proiectarea echipamentului de deformare ………………………………………………………….. 91

Capitolul 4. Adoptarea dimensiunilor elementelor componente ale matritei ………………….. …… 91
4.1. Adoptarea materialelor elementelor componente ale matritei …………………………….. 91
4.2. Adoptarea dimensiunilor elementelor active …………………………………………………………. 92
4.2.1. Adoptarea dimensiunilor plac ii active ……………………………………….…….. 92
4.2.2. Dimensionarea poansoanelor pentru decupare și tăiere……….…………………….93
4.2.3. Calculul dimensiunilor partilor de lucru ale elementelor active la ambutisare ….. 94
6

4.3. Adoptarea dimensiunilor elementelor de sustinere si de reazem ……………………………. 96
4.4. Elementele de ghidare ……………………………………………………………………………….. 97
4.5. Elementele pentru conducerea si poz itionarea semifabricatului in interiorul matritei .. 98
4.6. Elementele de desprindere a materialului in zona activa ……………………………………….. 99
4.7. Elementele de apasare si retinere ……………………………………….. ……………………………… 99
4.8. Elementele de asamblare si fixare ………………………………………………………………………. 100
4.9. Elementele de prindere a matritelor de presa ……………………………….. ……………………… 100

Capitolul 5. Realizarea desenului de ansamblu al stantei …………………………………………….Anexa
Capitolul 6. Alegerea utilajului de presare la rece ……………………………………………… ……………..101
7.1. Alegerea si verificarea presei …………………………………………………………………………….. 101
7.2. Indicații privind montarea, exploatarea, intretinerea si reconditionarea stantei …………. 102
7.3. Norme de protectie a muncii ……………………………………………………………………………… 1 03

Capitolul 8. Calcule tehnico -economice ………………………………………………………………………….1 04
8.1. Normarea tehnica a lucrarilor ……………………………………………………………………………..1 04
8.2. Calculul costului unei piese ambutisate la rece ……………………………………………………..105

III. Bibliografie ………………………………………………………………………………………………………106

ANEXE 7

INTRODUCERE
În introducere se poate preciza faptul că abordarea problematiii procesului de deformare plast ică
superficială la rece cu vârfuri sferice din diamant nu poate fi făcută, fără a lua în considerare
cadrul extins din care face parte și mai exact acela al netezirii și durificării stratului superficial la
rece.
Inițial procedeul de rulare al pieselor s -a implementat pentru prima dată în Germania în jurul
anilor 1920 iar apoi in Rusia, fiind folosit pentru finisarea osiilor de vagoane, a fusurilor arborilor
cotiți și al altor piesei componente din cadrul industriei constructoare de mașini.
Simultan cu c ercetările experimentale din fosta URSS s -au desfășurat studii și în alte țări precum
Statele Unite ale Americii și Franța.
În România cercetarea, și aplicarea DPSR. a cunoscut o intensă dezvoltare în aproape toate
centrele universitare. Asemenea cercetări s -au materializat prin elaborarea unor lucrări valoroase
cu caracter monografic sau prin teze de doctorat.
Studierea prelu crării prin DPSR cu vârfuri sferice din diamant a cunoscut o dezvoltare deosebită o
dată cu extinderea cercetărilor asupra fenomenelor care au loc la vibrarea sculei.
Din studiul literaturii de specialitate rezultă că pentru durificare prin tratamente mec anice a
suprațelelor pieselor din oțeluri se pot aplica toate procedeele de deformare plastică superficială
(durificarea prin rulare cu: bilă, rolă, element toroidal, scula vibratoare, durificarea prin lovire,
soc, laser, s.a.m.d.).
Există patru tipuri de durificare prin rulare:
– durificarea prin rulare cu bila;
– durificarea prin rulare cu rola;
– durificarea prin rulare cu element toroidal;
– durificarea prin rulare cu scula vibratoare (vibrorularea). Rularea de durificare este cunoscută de
mult tim p. De aproape o jumătate de secol au fost publicate lucrări asupra acestui tratament
mecanic de suprafață care duce la deformarea plastică a straturilor superficiale și care s -a utilizat
pentru creșterea rezistenței la oboseală a pieselor cu zone de concen tratori de tensiuni (de exemplu
razele de racordare a fusurilor și manetoanelor
8

arborilor cotiți). Ca urmare a tensiunilor remanente de valoare ridicată rezultate în urma rulării
tensiunile de întindere sunt suprimate, iar în strat predomină tensiuni le de compresiune. De
asemenea s -a arătat că există o bună corelație între duritatea straturilor superficiale și limita de
oboseală. Creșterea durității duce la creșterea limitei de oboseală. În figura 1.2.4 se arată efectul
rulării asupra rezistenței la o boseală pentru un oțel inoxidabil austenitic.
9

MEMORIU JUSTIFICATIV
Ideea care a stat la baza alegerii prezentei teme a fost aceea de a prezenta dispozitivul de
vibronetezire și durificarea stratului superficial pe baza dezvoltării studiilor de cercet are
experimentale prin care se poate determina importanța deformării plastice superficiale la rece
precum și gradul de universalitate privind montarea lui pe diverse tipuri de mașini -unelte existente
atât in centrele universitare cât și în multe fabrici cu ateliere de producție pentru piese de serie
mică sau unicate.
De asemenea, se poate concluziona și ușurința schimbării pieselor componente precum: scula (
bila sferică de diamant sau scula complet), excentricul pentru mărirea cursei elementului
deformato r pe suprafața de contact cu semifabricatul/piesa prelucrată,a uleiului mineral din
cutie pentru păstrarea elementelor componente într -o stare a parametrilor de lucru ridicată, iar
în cazuri excepționale înlocuirea motorului electric pentru respectarea div erselor condiții impuse
de tehnologicitatea piesei sau a condițiilor impuse direct de către client.