Particularități Specifice Procesului de Prelucrare prin Deformare Plastică a Tablelor Metalice

Deformarea plastică a tablelor metalice diferă de procesele de deformare a altor corpuri metalice (laminarea, extruyiunea, tragerea) prin faptul că în cazul tablelor metalice pot opera diferite moduri de deformare pe aceleaşi sau pe diferite arii ale tablei, moduri care sunt determinate de interacţiunea dintre semifabricatul din tablă şi forma sculei de deformare. Principalii factori de influenţă ai proceselor de deformare plastică a tablelor metalice sunt următorii:

- condiţiile de deformare: tipul operaţiei de deformare, temperatura, viteza, ungerea;

- echipamentele mecanice de lucru: scule, maşini, dispozitive;

- structura şi compoziţia chimică a materialului;

- geometria piesei de prelucrat: forma, dimensiuni;

- proprietăţile mecanice ale materialului;

- semifabricatul utilizat: geometria, calitatea suprafeţei.

Ambutisarea este operaţia de prelucrare prin deformare plastică a tablelor metalice efectuată în următoarele scopuri:

- transformării unui semifabricat plan în piesă cavă;

- modificării în continuare a piesei cave, cu scopul creşterii adâncimii şi a micşorării dimensiunilor transversale.

Ambutisarea pieselor din tablă se execută în următoarele două moduri: fără modificarea voită a grosimii materialului; cu subţierea voită a grosimii materialului.

Procesul de ambutisare se desfăşoară în următoarele faze:

- faza de început a procesului, când are loc apăsarea poansonului asupra semifabricatului ( în această fază, când forţa de apăsare este mică, are loc o uşoară deformare locală);

- faza de continuare, când, pe măsură ce eforturile cresc, materialul intră în curgere plastică şi începe astfel procesul propriu zis de ambutisare;

- faza finală, când materialul semifabricatului este tras în spaţiul dintre poanson şi placa de ambutisare, rezultând piesa ambutisată.

În figura 1. este prezentată schematic o ambutisare, după un model propus de Hessenberg, caz în care tabla circulară este divizată în 3 zone:

- zona exterioară x este trasă spre interior, către raza de racordare a plăcii active, de către un efort radial de tracţiune, iar efectul acestei micşorări a razei este inducerea unui efort tangenţial de compresiune care îngroaşă această zonă progresiv spre periferie. Dacă placa de reţinere nu ar fi prezentă exercitând o presiune, o foaie subţire de tablă s-ar cuta. Pe măsură ce materialul zonei x trece peste raza de racordare a plăcii active, acesta este subţiat de către încovoierea şi îndreptarea sub tensiune, în final, partea interioară a zonei x este subţiată de către efortul dintre poanson şi placă.

- în zona y semifabricatul este îndoit peste raza de racordare a plăcii active, alinecă peste aceasta şi similar şi peste raza de profil a poansonului. Un segment intermediar este întins între placă şi poanson.

- zona z este întinsă şi alunecă peste profilul poansonului.

Fig. 1. Reprezentarea schematică a procesului de ambutisare

Prin urmare, procesele de deformare care apar în timpul ambutisării sunt următoarele:

Tragerea radială a semifabricatului între placa activă şi placa de reţinere;

Încovoierea şi îndreptarea materialului sub tensiune peste raza de racordare a plăcii şi peste raza poansonului; întinderea materialului între poanson şi placa activă; întinderea materialului peste profilul poansonului.

Analiza prin simulare a distribuţiei tensiunii reziduale generate

la ambutisarea adâncă în cazul pieselor cilindrice făcute din table metalice

Rezumat:

Distribuţia tensiunii reziduale după îndepărtarea sculelor în cazul pieselor făcute din table metalice este principala cauză care generează fenomenul de revenire elastică şi influenţează intesitatea acesteia.

Prin urmare, pentru a cerceta instabilitatea acestui fenomen trebuie cunoscută distribuţia tensiunii reziduale dezvoltate în piesa ambutisată în urma deformării sale. Dar, cercetarea experimentală a stării tensiunii reziduale în cazul pieselor ambutisate este o problemă dificilă datorită complexităţii operaţiilor de deformare, a construcţiei sculelor de deformare şi a geometriei pieselor deformate. O soluţie a problemei poate fi simularea procesului de deformare şi a distribuţiei tensiunii reziduale.

Prezenta lucrare cercetează distribuţia tensiunilor reziduale prin simularea procesului de ambutisare în cazul pieselor cilindrice facute din table metalice.

Introducere: