colivii de rulmenŢi obŢinute prin ŞtanŢare · pdf filecercetĂri teoretice Şi...

CERCETĂRI TEORETICE ŞI EXPERIMENTALE PRIVIND CALITATEA ŞI PRECIZIA UNOR

COLIVII DE RULMENŢI OBŢINUTE PRIN ŞTANŢARE

Rezumatul Tezei de Doctorat

Conducătorul ştiinţific:

Prof.univ.dr.ing. Gheorghe NAGÎŢ

Doctorand:

Ing. Marius Ionuţ RÎPANU

IAŞI 2014

Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare

[1]

MINISTERUL EDUCAŢIEI NAŢIONALE

FACULTATEA DE CONSTRUCŢII DE MAŞINI ŞI MANAGEMENT INDUSTRIAL

CERCETĂRI TEORETICE ȘI EXPERIMENTALE PRIVIND CALITATEA ŞI PRECIZIA UNOR COLIVII DE RULMENŢI OBŢINUTE PRIN ŞTANŢARE

– rezumatul tezei de doctorat –

Conducător ştiinţific: Prof. univ. dr. ing. NAGÎŢ Gheorghe

Doctorand: Ing. RÎPANU Marius Ionuţ

IAŞI 2014


[2]

UNIVERSITATEA TEHNICĂ „GHEORGHE ASACHI” DIN IAŞI

RECTORATUL

…………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………..……………………………………………………………………………………………………………

Vă facem cunoscut că în ziua de ….ianuarie 2014, la ora ……, în Sala TCM7 a

Facultăţii de Construcţii de Maşini şi Management Industrial, va avea loc susţinerea

publică a tezei de doctorat intitulată:

CERCETĂRI TEORETICE ȘI EXPERIMENTALE PRIVIND CALITATEA ŞI PRECIZIA UNOR COLIVII DE RULMENŢI OBŢINUTE PRIN ŞTANŢARE

elaborată de domnul inginer Marius Ionuţ RÎPANU în vederea conferirii titlului ştiinţific de

doctor.

Comisia de doctorat este formată din:

1. Prof.univ.dr.ing. Eugen AXINTE preşedinte

(Universitatea Tehnică „Gheorghe ASACHI” din IAŞI)

2. Prof.univ.dr.ing. Gheorghe NAGÎŢ conducător de doctorat


3. Prof.univ.dr.ing. Nicolae BÂLC referent oficial

(Universitatea Tehnică din CLUJ - NAPOCA)

4. Prof.univ.dr.ing. Gheorghe OANCEA referent oficial

(Universitatea „Transilvania” din BRAŞOV)

5. Prof.univ.dr.ing. Petru DUŞA referent oficial


Vă trimitem rezumatul tezei de doctorat cu rugămintea de a ne comunica, în scris

aprecierile dumneavoastră.

Cu această ocazie vă invităm să participaţi la susţinerea publică a tezei de docotrat.


[3]

Mulţumiri

Finalizarea acestei teze de doctorat îmi oferă deosebita plăcere de a aduce sincere

mulţumiri tuturor cadrelor didactice din cadrul Facultăţii de Construcţii de Maşini şi Management

Industrial care m-au sprijinit şi încurajat în realizarea şi finalizarea acestei lucrări.

Pentru răbdarea, sprijinul şi sfaturile competente acordate pe întreaga perioadă de

activitate doctorală, pentru ajutorul acordat în depăşirea dificultăţilor întâmpinate, dar şi pentru

oportunităţile pe care mi le-a oferit cu generozitate în valorificarea rezultatelor obţinute, prin

publicarea acestora în diferite reviste şi manifestări ştiinţifice din tară şi străinătate, şi nu numai

din acest punct de vedere, adresez, cu deosebit respect şi consideraţie, cele mai sincere mulţumiri

distinsului meu profesor şi coordonator, domnului Prof.univ.dr.ing. Ghoerghe NAGÎŢ.

Mulţumirile mele se îndreaptă şi către conducerea Şcolii Doctorale şi conducerea

Departamentului de Tehnologia Construcţiilor de Maşini reprezentate prin domnul

Prof.univ.dr.ing. Eugen Axinte şi doamna director de departament Conf.univ.dr.ing. Oana Dodun,

pentru deschiderea, sprijinul, sfaturile şi facilităţile puse la dispoziţie în vederea desfăşurării

ceretărilor efectuate.

Sincere mulţumiri adresez domnilor profesori membri în comisiile de evaluare a rapoartelor

de cercetare, din cadrul stagiului de doctorat, domnului Prof.univ.dr.ing. Vasile Braha, domnului

Conf.univ.dr.ing. Vasile Merticaru şi tuturor celor care m-au sprijinit în realizarea acestui demers.

Alese mulţumiri adresez conducerii societăţii „S.C. Rulmenţi S.A. Bârlad” reprezentată prin

domnul Director General ing. Ion Terecoasă, domnul Director de Cerectare, Proiectare, dezvoltare

ing. Valerică Huşanu, domnul Director de la Programarea Producţiei Valică Popa, doamnei

inginer de la Laboratorul de Măsurători şi Metrologie Ionela Munteanu, domnul inginer Sorin

Popa, precum şi tuturor persoanelor din cadrul Secţiei de Colivii, pentru sfaturile competente,

srijinul şi ajutorul acordat în vederea realizării practice a acestor cercetări.

Mulţumesc, de asemenea, distinşilor profesori referenţi, domnului Prof.univ.dr.ing. Nicolae

Bâlc, domnului Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Oancea, domnului Prof.univ.dr.ing. Petru Duşa, pentru

aceptul de a fi membri ai Comisiei de Doctorat, pentru răbdarea cu care au analizat şi apreciat

conţinutul tezei elaborate, precum şi pentru recomandările profesionale făcute.

Nu în ultimul rând mulţumesc soţiei şi familiei care mi-au fost alături permanent, m-au

înţeles şi îndrumat în toţi aceşti ani petrecuţi în departament pentru elaborarea şi finalizarea

prezentei teze de doctorat.

Iaşi, ianuarie 2014

Marius Ionuţ RÎPANU


[4]

CUPRINS

Teză Rezumat

Listă de abrevieri 10

Capitolul I. INTRODUCERE 13

1.1. Oportunitatea și importanța temei de cercetare 13 8

1.2. Strategia preliminară de cercetare 15

1.3. Structura și conținutul lucrării 18

Capitolul II. STADIUL ACTUAL AL CERCETĂRILOR ÎN DOMENIUL

ȘTANȚĂRII COLIVIILOR DIN TABLĂ METALICĂ

20

2.1. Locul procedeului de ștanțare în cadrul prelucrărilor prin deformare plastică la rece 20

2.2. Considerații generale privind coliviile din tablă metalică obținute prin procesul de

ștanțare

22

2.2.1. Scurt istoric al dezvoltării rulmenţilor cu colivii din tablă metalică 22

2.2.2. Principalele tipuri constructive de rulmenți cu colivii din tablă metalică 23 9

2.2.3. Materiale utilizate la obținerea coliviilor de rulment 29

2.2.4. Tehnologii de obținere a coliviilor din tablă metalică 30 9

2.3. Influenţa unor factori tehnologici asupra calităţii şi preciziei pieselor ştanţate 32

2.3.1. Precizia pieselor prelucrate prin ştanţare 29

2.3.2. Calitate pieselor prelucrate prin ştanţare 38

2.4. Concluzii. Direcții viitoare de cercetare 46 10

2.5. Stabilirea strategiei de cercetare şi a obiectivelor propuse 50

2.5.1. Stabilirea strategiei de cercetare 50 11

2.5.2. Obiectivele tezei de doctorat 52 12

Capitolul III. CERCETĂRI TEORETICE PRIVIND ȘTANȚAREA COLIVIILOR

DE RULMENT DIN TABLĂ METALICĂ

54 12

3.1. Contribuţii la descrierea procesului de obținere a coliviilor din tablă metalică

supuse cercetării

54

3.2. Contribuții teoretice la calculul unor parametri contructivi ce definesc fereastra

coliviei din tablă metalică

57 12

3.2.1. Calculul lungimii ferestrei din colivia metalică 57 13

3.2.2. Calculul lăţimii ferestrei din colivia metalică 63 13

3.2.3. Calculul lungimii pragului de reţinere a rolei în ferestra coliviei metalice 63 13

3.2.4. Calculul distanţei dintre pragurile de reţinere a rolei în ferestra coliviei

metalice

63 14

3.3. Contribuţii la analiza sistemică a procesului de ştanţare a ferestrelor coliviei din

tablă metalică

64 14

3.4. Contribuţii la elaborarea și optimizarea metodologiei de analiză și monitorizare a

calității procesului de ștanțare

71

3.4.1. Analiza calității procesului de ștanțare a ferestrelor coliviei de rulment din

tablă metalică

71

3.4.2. Contribuţii la elaborarea digramei Fishbone și ierarhizarea factorilor ce

influenteză calitatea coliviilor din tablă metalică

73 15

3.4.3. Contribuţii la optimizarea metodologiei de analiză a calității procesului de

ștanțare a ferestrelor coliviei din tablă metalică

78 16

3.5. Concluzii 81 17


[5]

Capitolul IV. CERCETĂRI TEORETICE ȘI PRACTICE PRIVIND

OPTIMIZAREA ECHIPAMENTELOR DE ȘTANȚARE A COLIVIILOR DIN

TABLĂ METALICĂ UTILIZÂND METODE CAD - FEA

84 18

4.1. Prezentarea metodologiei și instrumentelor utilizate la optimizarea echipamentelor

de prelucrare a coliviilor din tablă metalică

84 18

4.2. Modelarea 3D al ansamblului ștanță în vederea analizelor cu elemente finite 87 19

4.3.Contribuţii aduse la evaluarea proceselor de ștanțare a coliviilor din tablă metalică

prin intermediul analizelor cu elemente finite

89 20

4.3.1. Pregătirea ansamblului în vederea translării și importului din mediul CAD

în mediul de lucru Ansys

89 20

4.3.2. Definirea tipului de materiale în baza de date a mediului de lucru Ansys 91

4.3.3. Generarea rețelei caracteristice ansamblului CAD și stabilirea mărimii

optime a elementului de rețea

95 20

4.3.4. Stabilirea constrângerilor aplicate secțiunii din ansamblul ștanța în vederea

realizării analizelor cu elemente finite

96 21

4.3.5. Stabilirea solicitării aplicate secțiunii din ansamblul ștanța în vederea


98 22

4.3.6. Stabilirea tipurilor de rezultate solicitate în urma analizelor cu elemente

finite

99

4.3.7. Interpretarea rezultatelor obținute în urma analizelor cu elemente finite 100 22

4.3.8. Interpretarea rezultatelor obținute în urma analizelor cu elemente finite 110 24

4.3.8.1. Contribuţii la stabilirea influenţei jocului dintre elementele active

asupra coliviilor din tablă metalică

110 24

4.3.8.2. Contribuţii la stabilirea influenţei grosimii semifabricatului asupra

coliviilor din tablă metalică

115 27

4.3.9. Contribuţii la stabilirea modelului optim de ansamblu studiat din punctul de

vedere al preciziei și calității coliviei din tablă metalică în cadrul proceselor de

ștanțare

119 29


Capitolul V. CONTRIBUȚII PRIVIND ELABORAREA PROGRAMULUI

EXPERIMENTAL PENTRU CERCETAREA CALITĂȚII COLIVIILOR

ȘTANȚATE

124 30

5.1. Contribuții privind programarea experimentelor efectuate în cadrul cercetărilor 124 30

5.2. Echipamente utilizate în cadrul cercetărilor experimentale privind prelucrarea

coliviilor metalice pentru rulmenţi

129 32

5.2.1. Presa Hidraulică LVD 600 129 32

5.2.2. Contribuţii cu privire la îmbunătăţirea ştanţei de perforat ferestre prin

aplicarea tehnicii deciziei impuse

131 33

5.3. Echipamente de măsură şi control utilizate in realizarea cercetărilor experimentale 141 34

5.3.1. Echipament de măsurare FORM TALYSURF SERIES 2 141 34

5.3.2. Echipament de măsurare MarSurf XC-2 143 35

5.3.3. Pregătirea probelor pentru efectuarea cercetării experimentale 145

5.4. Contribuții la modelarea matematică, sub formă matriceală, a rezultatelor

experimentale

146 35


Capitolul VI. CONTRIBUŢII EXPERIMENTALE LA STUDIUL INFLUENȚEI

PARAMETRILOR REGIMULUI DE ȘTANȚARE ASUPRA CALITĂȚII ŞI

PRECIZIEI COLIVIILOR DE RULMENT DIN TABLĂ METALICĂ

153 37


[6]

6.1. Cercetări experimentale privind influenţa parametrilor de intrare asupra rugozităţii

suprafeţelor laterale ale ferestrelor coliviei

154 37

6.1.1. Influența jocului dintre elementele activejL, asupra rugozității suprafeței

laterale, RaL

154 37

6.1.2. Modele matriciale de reprezentare a influenţei parametrilor de intrare asupra

rugozității suprafeței laterale RaL

160 39

6.1.3. Modele bidimensionale de reprezentare a influenţei parametrilor de intrare

asupra rugozității suprafeței laterale RaL

164

6.1.3.1. Dependenţe bidimensionale RaL= f(cs, jL) 164 40

6.1.3.2. Dependenţe bidimensionale RaL= f(gc, jL) 165 41

6.1.3.3. Dependenţe bidimensionale RaL= f(gc, cs) 166 41

6.2. Cercetări experimentale privind influenţa parametrilor de intrare asupra rugozităţii de

la baza suprafeţelor ferestrelor coliviei, RaB

168 41

6.2.1. Influența jocului jH dintre elementele active, asupra rugozităţii de la baza

suprafeţelor ferestrelor coliviei, RaB

168


rugozităţii de la baza suprafeţelor ferestrelor coliviei, RaB

172 42


asupra rugozității suprafeţelor de la baza ferestrelor coliviei RaB

175 43

6.2.3.1. Dependenţe bidimensionale RaB= f(cs, jH) 175 43

6.2.3.2. Dependenţe bidimensionale RaB= f(gc, jH) 177 43

6.2.3.3. Dependenţe bidimensionale RaB= f(gc, cs) 178 43

6.3. Cercetărilor experimentale privind influenţa parametrilor de intrare asupra înălţimii

bavurii, BÎ

179 44

6.3.1. Influența jocului jL dintre elementele active, asupra înălţimii bavurii, BÎ 179 44

6.3.2. Modele matriciale de reprezentare a influenţei parametrilor de intrare

asupra înălţimii bavurii, BÎ

185 44


asupra înălţimii bavurii ferestrelor coliviei, BÎ

188

6.3.3.1. Dependenţe bidimensionale BÎ = f (cs, jL) 188 46

6.3.3.2. Dependenţe bidimensionale BÎ = f (gc, jL) 189 46

6.3.3.3. Dependenţe bidimensionale BÎ = f (gc, cs) 190 46

6.4. Cercetărilor experimentale privind influenţa parametrilor de intrare asupra abaterii

de la înălţimea ferestrelor coliviei, AHf

192 47

6.4.1. Influența jocului dintre elementele active jH, asupra abaterii de la înălţimea

ferestrelor coliviei, AHf

192 47


abaterii de la înălţimea ferestrelor coliviei, AHf

197 48


asupra abaterii de la înălţimea ferestrelor coliviei, AHf

200 49

6.4.3.1. Dependenţe bidimensionale AHf= f (cs, jH) 200 49

6.4.3.2. Dependenţe bidimensionale AHf= f (gc, jH) 202 49

6.4.3.3. Dependenţe bidimensionale AHf = f (gc, cs) 203 49


de la lăţimea ferestrelor coliviei, AWf

204 49

6.5.1. Influența jocului jL dintre elementele active, asupra abaterii de la lăţimea

ferestrelor coliviei, AWf

204 49


[7]


abaterii de la lăţimea ferestrelor coliviei, AWf

209 50


asupra abaterii de la lăţimea ferestrelor coliviei, AWf

212 52

6.5.3.1. Dependenţe bidimensionale AWf= f (cs, jL) 212 52

6.5.3.2. Dependenţe bidimensionale AWf= f (gc, jL) 213 52

6.5.3.3. Dependenţe bidimensionale AWf = f (gc, cs) 215 52


de la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei, ADpr

216 52

6.6.1. Influența jocului jL dintre elementele active, asupra abaterii de la distanţa

dintre pragurile de reţinere a rolei, ADpr

216 52


abaterii de la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei, ADpr

222 53


asupra abaterii de la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei, ADpr

224 54

6.6.3.1. Dependenţe bidimensionale ADpr= f (cs, jL) 224 54

6.6.3.2. Dependenţe bidimensionale ADpr= f (gc, jL) 226 55

6.6.3.3. Dependenţe bidimensionale ADpr = f (gc, cs) 227 55


de la lungimea pragului de reţinere a rolei, ALpr

228 55

6.7.1. Influența jocului jH dintre elementele active, asupra abaterii de la lungimea

pragului de reţinere a rolei, ALpr

228 55


abaterii de la lungimea pragului de reţinere a rolei, ALpr

234 56


asupra abaterii de la lungimea pragului de reţinere a rolei ferestrelor coliviei, ALpr

236 57

6.7.3.1. Dependenţe bidimensionale ALpr= f (cs, jH) 236 57

6.7.3.2. Dependenţe bidimensionale ALpr= f (gc, jH) 238 57

6.7.3.3. Dependenţe bidimensionale ALpr = f (gc, cs) 239 57


Capitolul VII. CONCLUZII 244 59

7.1. Contribuţii proprii la rezolvarea temei 244 59

7.2. Concluzii finale 247 61

7.3. Direcţii de dezvoltare a cercetărilor 250 62

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ 253 63


[8]

CAPITOLUL I

INTRODUCERE

1.1. Structura și conținutul lucrării

În lucrare se prezintă cercetările întreprinse de autor în domeniul deformărilor plastice la rece

cu aplicatie la decuparea şi perforarea coliviilor de rulment. Lucrarea de faţă încearcă să contribuie

la clarificarea unor aspecte legate de calitatea şi precizia coliviilor din tablă metalică obţinute prin

procedeul de ştanţate. Primul capitol, introductiv, este dedicat prezentării oportunităţii şi importanţei

temei abordate precum şi stabilirii strategiei de cercetare.

Pentru efectuarea cercetărilor a fost necesar mai întâi un studiu bibliografic din care s-a

constatat că tema lucrării este de actualitate. Studiul documentar efectuat asupra literaturii de

specialitate şi din analiza articolelor ştiinţifice din domeniul prelucrării pieselor din tablă metalică

prin operaţii de ştanţare, s-a realizat o imagine. a stadiului actual. Documentarea realizată în

capitolul al II-lea al tezei de doctorat pune accent pe identificarea principalelor influenţe ale

factorilor procesului de ştanţare asupra caracteristicilor de calitate şi precizie ale pieselor din tablă

metalică. Semifabricatele şi formele constructive ale coliviilor de rulment fac parte din categoria

celor frecvent folosite în industria prelucrării rulmenţilor. Analiza realizată asupra stadiului actual al

cercetărilor în domeniu a oferit posibilitatea stabilirii obiectivelor tezei de doctorat precum şi

strategia generală de cercetare.

Capitolul al III-lea dedicat cercetărilor teoretice realizate în domeniul ştanţării coliviilor din

tablă metalică descriu procesul de obţinere a coliviilor din tablă metalică. Cercetările pe baza cărora

sunt dezvoltate o serie de modele matematice pentru identificarea valorilor teoretice ale parametrilor

dimensionali de la fereastra coliviei din tablă metalică din rulmentul radial oscilant cu role butoi pe

două rânduri. Tot în capitolul al treilea sunt prezentate contribuţiile aduse la analiza sistemică a

procesului de ştanţare a ferestrelor coliviei din tablă metalică, analiză prin intermediul căreia s-au

putut determina zonele de lucru şi sau stabilit parametrii de intrare, cei de ieşire şi parametrii

perturbatori. Identificarea factorilor tehnologici, cu posibilă influență asupra calității și preciziei

ferestrelor coliviei obținute prin operații de ștanțare, a necesitat consultarea standardelor

internaționale în vigoare și a celor de firmă. În cadrul acestei abordări s-a realizat o analiză a

cauzelor și efectelor, prezentată sub forma unei diagrame Ishikawa. O astfel de diagramă ajută la

identificarea multiplelor cauze și efecte pentru o posibilă problemă, în cazul de față pentru precizia

și calitatea ferestrelor coliviei. Aplicarea diagramei cauză – efect asupra procesului de ştanţare a

ferestrelor coliviilor metalice permite evidenţierea factorilor care exercită cea mai mare influenţă

asupra parametrilor de ieşire identificaţi în procesul de ştanţare.

Capitolul al IV-lea conţine cercetările teoretice ce descriu evoluţia tensiunilor şi

deformaţiilor totale din fereastra coliviei analizată din punctul de vedere a mai multor valori ale

jocului dintre elementele active şi a grosimii semifabricatului coliviei. Analiza evoluţiei tensiunilor

şi a deformaţiilor totale este realizată după o metodologie de cercetare care se bazează pe modelarea

3D a ansamblului ştanţă şi analiza cu elemente finite. Utilizarea mediilor de lucru CATIA V5 şi

ANSYS sunt principalele instrumente de modelare teoretică utilizate în cadrul analizei cu elemente

finite. Procesul de ştanţare este simulat virtual ţinând cont de valorile parametrilor de intrare care

pot influenţa calitatea coliviilor precum şi deformaţiile şi tensiunile ce apar în semifabricat.

Metodologia de lucru dar și echipamentele necesare studiului experimental sunt prezentate în

capitolul al V-lea din cadrul tezei de doctorat. Cercetările realizate în cadrul acestui capitol sunt

legate de programarea experimentelor şi de metodologia de îmbunătăţirile a ştanţei de perforat

ferestre de colivie. Reproiectarea şi modificările realizate la nivelul echipamentului de tăiere au fost


[9]

posibile prin utilizarea metodei tehnicii deciziei impuse. Soluția finală a fost adoptată pe baza unor

criterii de calitate ce au fost ordonate în funcție de importanța lor. Realizarea planificării

experimentului, în vederea studierii efectelor parametrilor de intrare şi a interacţiunilor dintre

aceştia asupra diverşilor parametri de ieşire, a oferit posibilitatea determinăriii calităţii şi preciziei

ferestrelor obţinute prin ştanţare. Planul experimental ales furnizează o serie de date care, prelucrate

prin medoda regresiei dar și prin metoda de modelare matriceală conduc spre elaborarea de modele

matematice. Modelarea datelor experimentale prezentată în cadrul capitolului cinci, încearcă sa

completeze și să valideze studiul teoretic prezentat în capitolul trei şi patru.

Capitolul al VI-lea conţine studii experimentale ce vizează analiza influenţelor parametrilor

de intrare asupra caractersiticilor de calitate şi preciziei ai ferestrelor coliviei obţinute prin operaţia

de ştanţare. Scopul cercetărilor experimentale prezentate în acest capitol este legat de stabilirea

valorii optime a parametrilor de intrare şi evidenţierea tendinţei evoluţiei parametrilor de

performanţă sub acţiunea diferitelor valori ale parametrilor de intrare, stabilite în planul

experimental.

Capitolul al VII-lea prezintă concluziilor finale, principalele contribuții ale autorului aduse la

rezolvarea temei abordate, precum și perspectivele viitoare ale cercetării în acest sector al industriei.

CAPITOLUL II

STADIUL ACTUAL AL CERCETĂRILOR ÎN DOMENIUL ȘTANȚĂRII

COLIVIILOR DIN TABLĂ METALICĂ

2.2.2. Principalele tipuri constructive de rulmenți cu colivii din tablă metalică

Rulmenţi radiali cu bile pe un singur rând;

Rulmenţi radiali, oscilanţi cu bile;

Rulmenţi radial-axiali cu bile pe un singur rând;

Rulmenţi radiali-axiali cu bile pe două rânduri;

Rulmenţi axiali cu bile;

Rulmenţi radiali cu role cilindrice pe un rând;

Rulmenţi radiali cu ace;

Rulmenţi radial-axiali cu role conice;

Rulmenţii radiali oscilanţi cu role butoi pe un rând;

Rulmenţii axiali cu role cilindrice;

Rulmenţi radiali oscilanţi cu role butoi pe două rânduri, figura 2.11;

a b

Fig. 2.11. Colivii ale rulmenţilor radial oscilanţi cu role butoi pe două rând, (RRORB2R) [8], [15]

2.2.4. Tehnologii de obținere a coliviilor din tablă metalică

Coliviile mari executate prin ambutisare şi ştanţare, ca de exemplu la rulmenţii radiali-

oscilanţi cu role butoi de construcţie C pe două rânduri, se realizează din tablă relativ groasă de oţel

DD13, SR EN 10130:1995sau A3Ck STAS 795-95; STAS 795-92.


[10]

a) b) c) Fig.2.12. Traseu tehnologic pentru obţinerea coliviei din tablă metalică de la RRORB2R.

2.4. Concluzii. Direcții viitoare de cercetare

Sintetizând rezultatele studiului şi analizei asupra informaţiilor din domeniu şi pe baza celor

arătate anterior în acest capitol, a fost realizată reprezentarea grafică prezentată în figura 2.26. ca o

sinteză a stadiului actual al cercetărilor privind calitatea şi precizia pieselor şi coliviilor din tablă

metalică obţinute prin ştanţare.

Pe baza cercetărilor efectuate putem arăta următoarele:

problema calităţii şi preciziei pieselor metalice obţinute prin ştanţare prezintă un interes

deosebit în rândul cercetătorilor din domeniul construcţiei de maşini;

cercetările teoretice şi experimentale, efectuate pentru determinarea calităţii şi preciziei,

sunt costisitoare şi necesită timp îndelungat pentru realizarea lor, însă oferă posibilitatea

obţinerii unor rezultate care să fie definitorii pentru stabilirea principalelor caracteristici

care influenţează calitate şi precizia pieselor ştanţate;

pentru analiza acestor două caracteristici este necesar să se identifice un reper care să aibe

aplicabilitate cât mai mare în industrie şi care să fie definitoriu pentru evoluţia şi

dezvoltarea cercetării în domeniul ştanţării semifabricatelor din tablă metalică;

cercetările efectuate până în prezent conduc la concluzia, că pentru o evaluare corectă a

calităţii şi preciziei pieselor din tablă metalică obţinute prin ştanţare, este necesar a face

consultarea şi altor parametrii. Acestă concluzie, prezentată pe larg în cadrul

subcapitolului 2.3. reiese din faptul că numai corelarea rezultatelor obţinute prin analiza

mai multor parametri, poate da o imagine cât mai clară a calităţii şi preciziei pieselor din

tablă metalică. Există o diversitate a cercetarilor in domeniu [C5], [F5], [K8], [M1],

[H16] prin care s-a demonstrat că simularea procesului de ştanţare prin metoda analizei

cu elemente finite ajuta la identificarea parametrilor prin intermediul cărora se poate

evalua calitate şi precizia pieselor ştanţate;

din analiza cercetărilor experimentale se identifică faptul că analiza calităţii şi preciziei

este făcută doar din perspectiva influenţei singulare a factorilor de intrare, ceea ce poate

duce la formularea unor concluzii neconforme;

din punct de vedere economic, prelucrarea prin ştanţare se distinge faţă de celelalte

procedee de prelucrare clasice, prin posibilitatea alegerii unor centre de presare cu forţe

de ştanţare variabile, oferind posibilitatea producătorilor să reducă costurile în funcţie de

forma şi dimensiunile piesei prelucrate.

ştanţele utilizate în prelucrarea semifabricatelor din tablă metalică sunt de construcţii

specializate, care merg de la un grad minim de simplitate până la construcţii destul de

complexe. Ştanţele pot fi montate pe prese hidraulice sau mecanice universale, iar

proiectarea şi realizarea lor implică dificultăţi deosebite şi costuri ridicate, în funcţie de

reperul prelucrat. Complexitatea ştanţelor şi existenţa problemelor identificate în practică

măresc interesul, atât pentru acest tip de prelucrare cât şi pentru problemele apărute în

timpul prelucrării;


[11]

tehnologia de obţierea a pieselor, în special a coliviilor din tablă metalică, presupune

realizarea acestora prin mai multe operaţii, fapt datorat instabilităţii procesului şi

necesităţii reglării parametrilor la valorile optime;

rezultatele cercetărilor mentionate in acest capitol, au de cele mai multe ori, domenii de

valabilitate şi aplicabilitate restrânse [S15], [O1], [H15] datorită condiţiilor de

experimentare în care au fost obţinute, iar analizele teoretice regăsite nu reuşesc să

descrie de o manieră mulţumitoare fenomenul complex de separării suprafeţelor prin

ştanţare, respectivele modele virtuale bazându-se pe ipoteze simplificatoare nu

întotdeauna justificat introduse [L5], [S17], [S18], [Y1], [F5];

cercetările efectuate arată că există o gama largă de rulmenţi, prezentaţi în subcapitolului

2.2.1., care utilizează colivii din tablă metalică obţinute prin operaţia de ştanţare;

prin ştanţare sunt îmbunătăţite o serie de proprietăţi de exploatare importante ale pieselor

începând de la mărimea bavurii şi rugozitatea suprafeţei, şi până la unele caracterstici

deosebit de pretenţioase din pucnt de vedere al influenţării lor pe cale mecanică, cum ar fi

abaterile dimensionale;

pentru o utilizare comodă în practica inginerească a rezultatelor cercetărilor privind

calitate şi precizia pieselor obţinute prin ştanţare este necesar să se determine dependenţa

factorii ce pot influenţa cele două caracaterstici supuse cercetării;

nu s –au realizat studii în privinţa stabilirii influenţei cursei de ştanţare asupra calităţii şi

preciziei pieselor ştanţate;

nu s-au realizat cercetări teoretice prin analiza cu elemente finite, în care să se

evidenţeieze durata de viaţă a elementelor active ale unei ştanţe;

nu s-a realizat o analiză sistemică a procesului de ştanţare în care să se evidenţieze zonele

specifice procesului. Evidenţierea clară a acestor zone va oferi posibilitatea identificării

tuturor parametrilor de influenţă asupra calităţii şi preciziei pieselor ştanţate;

nu există o fundamentare teoretică, prin analiza cu elemente finite, pentru evidenţierea

corectă a modului de comportare a semifabricatului în timpul procesului de ştanţare, în

special a tensiunilor şi deformaţiilor ce apar în semifabricatul prelucrat;

nu sunt efectuate studii asupra importanţei fiecărui parametru de intrare al procesului de

ştanţare din punctul de vedere al suprafelor ştanţate;

2.5.1. Stabilirea strategiei de cercetare

Fig.2.27. Strategia de cercetare

CERCETĂRI EXPERIMENTALE:

- Elaborare programare experiment;

- Realizare practică experimente;

- Prelucrare statistică a rezultatelor

experimentale;

- Elaborare relaţii matematice ale

influenţelor parametrilor din

proces asupra calităţii ferestrei

ştanţate;

- Programarea experimentului;



experimentale;


influenţelor parametrilor din proces

asupra calităţii ferestrei ştanţate;

- Comparare rezultate obţinute între

ştanţa iniţială şi cea îmbunătăţită.

- Pregătirea încercărilor experimentale;

- Efectuarea încercărilor şi măsurătorilor;

- Prelucrarea şi valorificarea datelor experimentale;

CERCETĂRI TEORETICE:





experimentale;


influenţelor parametrilor din

proces asupra calităţii ferestrei

ştanţate;

- Comparare rezultate obţinute între

ştanţa iniţială şi cea îmbunătăţită.

- Analiza sistemică a procesului de ştanţare

- Modele matematice parametri dimensionali ai ferestrei;

- Analiza sistemică a procesului de ştanţare a ferestrelor coliviei;

STRATEGIA DE CERCETARE

CERCETĂRI TEORETICE

CERCETĂRI EXPERIMENTALE

REZULTATE

ANTERIOARE

STADIUL ACTUAL AL CERCETĂRILOR ÎN

DOMENIUL ŞTANŢĂRII COLIVIILOR

CONCLUZII

COMPARARE

REZULTATE


[12]

2.5.2. Obiectivele tezei de doctorat

Fig.2.28. Obiectivele tezei de doctorat

CAPITOLUL III

CERCETĂRI TEORETICE PRIVIND ȘTANȚAREA

COLIVIILOR DE RULMENT DIN TABLĂ METALICĂ

3.2. Contribuții teoretice la calculul unor parametri contructivi ce definesc fereastra

coliviei din tablă metalică

Precizia și calitatea coliviilor din tablă metalică, prelucrate prin operația de ștanțare, depind

în mare măsură de caracteristicile constructive ale ferestrei coliviei. Dintre aceste caracteristici, o

importanță deosebită, în evaluarea preciziei coliviilor ștanțate o au următorii parametri ai ferestrei

(figura 3.3):

lungimea ferestrei din colivie (Hf);

lățimea ferestrei din colivie (Wf);

lungimea pragului de reținere a rolei (Lpr);

distanța dintre pragurile de reținere a rolei (Dpr);

Calculele tehnologice, care stau la baza obţinerii relaţiilor matematice, pentru parametrii

geometrici ai ferestrei coliviei din tablă metalică, pleacă de la dimensiunile de gabarit ale

rulmentului radial-oscilant cu role butoi pe două rânduri pentru care se fac cercetările. Conform SR

ISO 3918 : 1994 [7], dimensiunile de gabarit sunt următoarele:

OBIECTIVELE CERCETĂRILOR EXPERIMENTALE:



- Prelucrare statistică a rezultatelor experimentale;

- Elaborare relaţii matematice ale influenţelor parametrilor din

proces asupra calităţii ferestrei ştanţate;

- Comparare rezultate obţinute între ştanţa iniţială şi cea

îmbunătăţită.

- Programarea experimentului;






îmbunătăţită.

- Realizare practică a experimentelor;


- Elaborare relaţii matematice ale influenţelor parametrilor din proces asupra calităţii şi preciziei ferestrei ştanţate;

- Evidenţierea valorilor optime a parametrilor de intrare pentru obţinerea valorilor minime a parametrilor analizaţi;

OBIECTIVELE CERCETĂRILOR TEORETICE:








îmbunătăţită.

- Stabilirea tehnologiei de prelucrare a coliviilor metalice;

- Modele matematice pentru descrierea parametrilor ferestrei;

- Stabilirea parametrilor ce intervin în procesul de ştanţare; coliviilor

- Realizarea la scară a unui model tridimensional al ştanţei care să

permită simularea procesului de ştanţare a ferestrelor coliviei;

- Influenţele teoretice ale jocului dintre elementele active şi a grosimii semifabricatului coliviei asupra deformaţiei totale şi a tensiunilor din materialul coliviei prin metoda elementului finit;

- Analiza sistemică a procesului de ştanţare a ferestrelor coliviei;

OBIECTIV:

- Îmbunătăţire ştanţă de perforat ferestre colivie de la RRORB2R;

STADIUL ACTUAL AL CERCETĂRILOR

ÎN DOMENIU

Scule speciale de tăiere pentru

prelucrarea ferestrelor colivei

din tablă metalică

CERCETĂRI TEORETICE

CERCETĂRI EXPERIMENTALE

Concluzii finale Contribuţii la rezolvarea temei Direcţii viitoare de cercetare


[13]

diametrul interior al rulmentului -0,03d= 190 [mm];

diametrul exterior al rulmentului -0,035D = 290 [mm];

lăţimea rulmentului -0,3B = 75 [mm];

raza de montaj 0,4r = 2,1 [mm].

3.2.1. Calculul lungimii ferestrei din colivia metalică

Lungimea ferestrei coliviei, (Hf), figura 3.3, din tablă metalică este un parametru de precizie

a cărei dimensiune este stabilită în cea mai mare măsură de lungimea rolei butoi cu bombament a

rulmentului. Conform schemei din figura 3.3, lungimea ferestrei reprezintă suma dintre lungimea

rolei cu bombament şi jocul axial al rolei în rulment.

, [mm] f r HH l j (3.1)

unde: lr – lungimea rolei cu bombament;

jH – jocul axial al rolei în fereastra coliviei

Fig.3.3. Parametrii geometrici ai ferestrei coliviei metalice

3.2.2. Calculul lăţimii ferestrei din colivia metalică

Al doilea parametru geometric, (figura 3.3) al ferestrei coliviei, este reprezentat de lățimea

ferestrei coliviei din tablă metalică, (Wf). Parametrul de bază, care dictează în mare parte

dimensiunea lăţimii coliviei este diametrul maxim al rolei. Valoarea acestui parametru, conform

reprezentării geometrice din figura 3.3., se poate obţine cu relaţia 3.21.

/ 2, [mm] f rW d j (3.21)

unde: dr - diametrul maxim al rolei;

∆j - jocul tangenţial al rolei în fereastra coliviei metalice;

3.2.3. Calculul lungimii pragului de reţinere a rolei în ferestra coliviei metalice

Pragul de reţinere a rolei este un parametru de precizie cu rol funcţional în fereastra coliviei

din tablă metalică. Lungimea pragului de reţinere (Lpr) prezentat în figura 3.3. are rolul de a menţine

rola în interiorul ferestrei şi a asigura orientarea acesteia in interiorul coliviei. Valoare lungimii

pragului de reţinere a rolei depinde de lungime ferestrei coliviei (Hf), calculată cu relaţia 3.22.

Relaţia matematică pentru acest parametru este [U1]:

0.3 , [mm] pr fL H (3.22)

unde: Hf - lungimea ferestrei coliviei.


[14]

3.2.4. Calculul distanţei dintre pragurile de reţinere a rolei în ferestra coliviei metalice

Distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei în colivie, (Dpr), este reprezentată de fapt de

diametrul maxim al rolei, (dr), la care se adaugă o valoarea jL de aproximativ 0,15 mm, care să

asigure mişcarea de rotaţie a rolei în colivie. Relaţia matematică pentru calculcul acestuia este:

, [mm] pr r LD d j (3.23)

unde: jL - jocul lateral dintre elementele active.

Pe baza relaţiilor matematice, prezentate în cadrul acestui subcapitol, au fost calculate

valorile parametrilor ferestrei coliviei de la rulmentul radial – oscilant cu role butoi pe două rânduri

prezentaţi în tabelul 3.1.

Tab.3.1. Valorile numerice ale parametrilor tehnologici de la fereastra coliviei din tablă metalică

Nr.

Crt. Denumire parametru/ simbol /

Valoare

numerică

Unitatea de

măsură

1. Lungimea ferestrei din colivie (Hf) 31,2

[mm]

2. Lățimea ferestrei din colivie (Wf) 25,7 [mm]

3. Lungimea pragului de reținere a rolei (Lpr) 9 [mm]

4. Distanța dintre pragurile de reținere a rolei (Dpr) 25,35 [mm]

3.3. Contribuţii la analiza sistemică a procesului de ştanţare a ferestrelor coliviei din

tablă metalică

Procesul de prelucrarea prin operații de ștanțare – calibrare a ferestrelor coliviei metalice din

oțel este tratată, în cele ce urmează ca un sistem cu o structură proprie, influenţat de un set de

factori interni și ai mediului înconjurător.

Analiza tuturor parametrilor prezentaţi mai sus, este aproape imposibilă, drept urmare în

figura 3.8 sunt prezentaţi doar o parte dintre aceştia, împărţiţi pe zone de lucru, identificaţi în

procesul de ştanţare a ferestrelor coliviei din tablă metalică.

Fig. 3.8. Analiza sistemică a procesului de ștanțare a ferestrelor coliviei de la RRORB2R

Parametrii de intrare sunt considerați acei parametri reglabili înaintea inițierii procesului,

parametri utilizați în planul experimental drept factori variabili, cum ar fi: jocurile dintre elementele

FACTORI PERTURBATORI Parametri din zona sistemului de

producţie (z SP), zona mediului de ştanţare (z MS)

PROCESUL DE ŞTANŢARE A FERESTRELOR COLIVIE

METALICE

EFECTE SECUNDARE

PA

RA

MET

RI

DE

INTR

AR

E(re

glab

ili)

PA

RA

MET

RI

DE

IEŞI

RE

(măs

ura

bili

)

PROCESUL DE

ŞTANŢARE A FERESTRELOR COLIVIE

METALICE Zona S

- înălţimea bavurii; - tensiuni; - deformaţii; - starea stratului

superficial; - etc.

Zona FCP

- abateri dimensionale ale ferestrei coliviei metalice (abaterea de la înălţimea ferestrei, lăţimea ferestrei, distanţa dintre pragurile de reţinere, dimensiunea pragului de reţinere;

- abaterea medie aritmetică a neregularităţilor (Ra);

- etc.

PROCESUL DE

ŞTANŢARE A FERESTRELOR COLIVIE

METALICE

Zona MU-SDPC

- cursa de ştanţare; - viteza de ştanţare; - etc.

Zona EA

- materialul elementelor active;

- forma sculei tăietoare;

- duritate; - tratament termic; - uzura elementelor

active; - jocul dintre

elementele active; - etc.

Zona SMF

- rugozitatea iniţială a tablei;

- grosimea tablei; - compoziţie chimică a

tablei; - caracteristici fizico-

mecanice a tablei metalice;

- prelucrabilitate; - etc.


[15]

active ale ștanței, jH şi jL[mm], grosimea semifabricatului coliviei din tablă metalică, gc[mm] şi

mărimea cursei ștanței notată cu cs[mm].

Fig. 3.9.Structura sistemică a procesului de ştanţare a ferestrelor coliviei din table metalică de la RRORB2R

3.4.2. Contribuţii la elaborarea digramei Fishbone și ierarhizarea factorilor ce

influenteză calitatea coliviilor din tablă metalică

Realizarea acestui tip de analiză a avut drept scop reprezentarea relațiilor dintre efectele și

cauzele posibile existente care pot influența procesul de perforare – calibrare a ferestrelor coliviei

din tablă de oțel. Analiza efectelor și a cauzelor din cadrul procesului de ştanţare s-a făcut cu

ajutorul Diagramei Cauză – Efect. Prin identificarea cauzelor care preced un efect, diagrama cauză

– efect oferă o perspectivă secvențială a procesului de ştanţare a ferestrelor de la RRORB2R.

Pe baza valorilor numerice, corespunzătoare parametrilor de influență, procesul de ştanţare a

ferestrelor coliviei din tablă metalică de la rulmentul radial – oscilant cu role butoi pe două rânduri,

sa întocmit Tabelul 3.1. Cuantificarea numerică din tabelul 3.2. a respectat un aspect important, și

anume: cu cât influenţa este mai mare, cu atât valoarea obținută în rubrica total este mai mare.

Pe coloana Total din Diagrama Cauză – Efect, prezentată în Tabelul 3.2, sunt evidențiate

valorile numerice pentru toți parametrii de intrare, parametri care pot influența precizia și calitatea

ferestrelor coliviei obținute prin operații de ștanțare.Au fost considerați ca factori critici în cadrul

procesului de ștanțare toți parametrii care au scoruri mai mari de 350 puncte.

Intrările cu punctaj sub 350 nu sunt considerate critice. În acest sens, în cadrul tabelului 3.3.

este prezentată o ierarhie a parametrilor critici care pot influenţa precizia și calitatea ferestrelor

coliviei din tablă de oțel obținută prin operații de ștanțare.

Tab.3.3. Ierarhia intrărilor critice asupra procesului de ştanţare

Nr. Crt. Intrare Proces Valoare Ierarhia

1. Forța de ștanțare 408 1

2. Jocul dintre elemente active 397 2

3. Stare muchiilor tăietoare 394 3

4. Grosimea tablei 390 4

5. Dimensiunile ferestrei din matriţă 380 5

6. Dimensiunile părții tăietoare ale poansonului 380 5

7. Metode de reglare a ştanţei 363 6

8. Ascuţire scule 361 7

9. Cursa de ştanţare 359 8

10. Măsurare închidere lanț de dimensiuni 356 9

zSMF


[16]

Pentru a evidenţia parametrii care sunt influențați, în urma analizei diagramei cauză-efect, s-

a realizat tabelul 3.4.

Tab.3.4. Ierarhia parametrilor influențați de factorii procesului de ștanțare

Nr.Crt. Intrare Proces Valoare Ierarhia

1. Fisuri și rupturi ale ferestrei coliviei 2214 1

2. Tăiere incompletă 1683 2

3. Mărimea bavurii 1652 3

4. Dimensiunile pragului de reținere 1557 4

5. Dimensiunile ferestrei coliviei 1360 5

6. Alunecări și deformații 1155 6

7. Raze ferestre 552 7

Fig.3.11. Diagrama Ishikawa privind factorii care pot influența precizia și calitatea ferestrelor coliviei din tablă metalică

3.4.3. Contribuţii la optimizarea metodologiei de analiză a calității procesului de

ștanțare a ferestrelor coliviei din tablă metalică

Analizând construcția și metodologia de execuție a ferestrelor coliviei din tablă metalică am

constatat că parametri calitativi importanți din cadrul procesului de ştanţare nu sunt luați în

considerare de către procedurile de analiză și control din cadrul S.C. Rulmenți S.A. Bârlad. Drept

urmare, față de planele de control folosite de partenerul industrial am definit următorii parametri

calitativi noi pentru procesul de prelucrare a ferestrelor coliviilor din tablă de oțel: abaterea medie

aritmetică a neregularităţilor în secțiunea ștanțată pentru înălțimea ferestrei, RaB; abaterea medie

aritmetică a neregularităţilor în secțiunea ștanțată din zona pragului de reținere a rolei, RaL; abaterea

de la forma geometrică a secțiunii ștanțate pentru înălţimea ferestrei; abaterea de la forma

geometrică a secțiunii ștanțate pentru pragul de reţinere a rolei; unghiul de înclinare al pragului de

reținere a rolei (unghi definit, dar care nu se măsura în practică). În ceea ce privește parametri care

sunt influențați, se poate observa (tabelul 3.7) care dintre aceștia sunt influențați cel mai mult de

către factorii procesului prelucrare a ferestrelor colivie din tablă de oțel.

zSMF


[17]

Tab.3.6. Ierarhia intrărilor critice asupra procesului de ştanţare după optimizarea parametrilor


1. Jocul dintre elemente active 582 1

2. Forța de ștanțare 504 2

3. Grosimea tablei 500 3

4. Stare muchiilor tăietoare 490 4

5. Ascuţire scule 482 5

6. Dimensiuni fereastră matriţă 459 6

7. Dimensiuni parte tăietoare poanson 459 6

8. Metode de reglare a ştanţei prin tatonare 452 7

9. Unghi de înclinare poanson 429 8

10. Rugozitatea semifabricatului tablei 420 9

11. Grosimea uniformă a semifabricatului tablei 411 10

12. Cursa de ştanţare 407 11

13. Măsurare închidere lanț de dimensiuni 397 12

14. Ovalizare bucșă de ghidare 389 13

15. Reglaj 385 14

16. Jocuri coloană de ghidare 376 15

Tab.3.7. Ierarhia parametrilor influențați de către factorii procesului de ștanțare


1. Fisuri și rupturi ale ferestrei coliviei 2214 1

2. Tăiere incompletă 1683 2

3. Mărimea bavurii 1652 3

4. Dimensiunile pragului de reținere 1557 4

5. Dimensiunile ferestrei coliviei 1360 5

6. Parametrul Ra (secţiune înălțime fereastră şi prag de reţinere) 1316 6

7. Alunecări, Deformaţii 1155 7

8. Unghiul de înclinare a pragului de reţinere 602 8

9. Raze ferestre 536 9

10. Abaterea de la forma geometrică al secțiunii ștanțate pentru înălţimea ferestrei 475 10

3.5. Concluzii

Cercetările teoretice realizate şi prezentate în cadrul acestui capitol au condus la obţinerea

unor rezultate, care oferă demersului întreprins originalitate. În cadrul acestui capitol au fost

prezentate cercetările şi contribuţiile teoretice în domeniul prelucrării ferestrelor coliviei din tablă

metalică obţinute prin operaţia de ştanţare. Pe baza studiului realizat şi a celor prezentate în acest

capitol am putut formula următoarele concluzii referitaore la precizia şi calitatea coliviilor ştanţate:

plecând de la dimensiunile de gabarit ale rulmentului radial-oscilant cu role butoi pe două

rânduri se pot determina dimensiunile ferestrei coliviei. Relaţiile matematice propuse, în

subcapitolul 3.2, pentru cei partru parametri geometrici ai ferestrei prezintă o formă

simplă, însă modul de determinare a relaţiilor şi a valorilor numerice, prezentate în

tabelul 3.1, necesită determinarea mia multor parametri. Astfel, pentru determinarea

înălţimii ferestrei colviei (Hf) trebuie determinată mai întâi lungimea rolei cu bombament

(lr). Pentru determinarea acestui parametru se parcurg următorii paşi:

plecând de la lăţimea rulmentului B (dimensiune de gabarit conform SR ISO 3918 –

1994) se determină lungimea rolei fără bombament (lr1), cu relaţia 3.3.

pentru calculul săgeţii maxime a bombamentului rolei (fb) se determină în ordine

următorii parametri: ordonata până la centrul secţiunii rulmentului (HG) cu relaţia 3.11,

abscisa până la centrul rulmentului (OH) cu relaţia 3.13, unghiul rulmentului (β) cu

relaţia 3.14, secţiunea rulmentului (SR) cu relaţia 3.16, diametrul maxim al rolei (dr) cu

relaţia 3.17, raza căii de rulare (R1) cu relaţia 3.10, raza rolei (Rr) cu relaţia 3.19,

lungimea efectivă a rolei (lre) cu relaţia 3.20, diametrul rolei în plan frontal (dr1) cu relaţia


[18]

3.18, raza bombamentului rolei (Rb) cu relaţia 3.9. După parcurgerea paşilor prezentaţi

mai sus, cu relaţia 3.1, se poate detrermina lungimea ferestrei (Hf).

Pentru determinarea lăţimii ferestrei (Wf) de la RRORB2R se ţine cont de valoarea

diametrului maxim al rolei (dr) şi jocul lateral, notat cu jL. Lungimea pragului de reţinere (Lpr) este

determiantă cu ajutorul relaţiei 3.22 unde se ţine cont de lungimea ferestrei coliviei (Hf), calculate

cu relaţia 3.1. Ultimul parametru geometric caracteristic ferestrei coliviei de la RRORB2R este

distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei (Dpr) care se calculează cu relaţia 3.23, având ca

parametru determinant diametrul maxim al rolei (dr);

analiza sistemică realizată în subcapitolul 3.3, a făcut posibilă identificarea şi definirea

parametrilor de intrare şi de ieşire respectiv parametri perturbatori caracteristici procesului de

ştanţare. Relaţiile dintre parametrii de intrare şi cei de ieşire de la procesul de ştanţare a

coliviilor metalice reprezintă conexiuni fizice stabilite între echipament, sculă şi

semifabricat, a căror utilizare fac posibilă aplicarea procesului ca metodă tehnică de

prelucrare;

demersul teoretic realizat în subcapitolul 3.4, bazat pe ipoteze simplificatoare, vine să

analizeze prin intermediul diagramei cauză-efect ponderea influenţei tuturor factorilor

identificaţi în procesul de ştanţare. Ca urmare, față de planele de control folosite de

partenerul industrial am definit următorii parametri calitativi noi pentru procesul de

prelucrare a ferestrelor coliviilor din tablă de oțel:

abaterea medie aritmetică a neregularităţilor în secțiunea ștanțată pentru înălțimea

ferestrei, RaB;

abaterea medie aritmetică a neregularităţilor în secțiunea ștanțată din zona pragului de

reținere a rolei, RaL;

abaterea de la forma geometrică a secțiunii ștanțate pentru înălţimea ferestrei;

abaterea de la forma geometrică a secțiunii ștanțate pentru pragul de reţinere a rolei;

unghiul de înclinare al pragului de reținere a rolei (unghi definit, dar care nu se măsura în

practică).

Parametrii calitativi introduși în analiza procesului de ștanțare vor fi analizați în aceleași

condiții ca și ceilalți parametrii care au fost identificați la începul acestui demers științific. Pe baza

aceleași metodologii pentru noii parametrii introduși a fost creată nouă matrice cauză – efect.

Rezultatele analizei au fost evidențate, ca și în cazul predent atât pentru parametrii de intrare critici

din proces cât și pentru parametrii influențați.

Ca urmare a analizei celor două matrici cauză – efect, se poate observa: dacă în cazul

parametrilor influențați ierarhiei obținută rămâne aceeași, în cazul parametrilor de intrare critici

jocul dintre elementele active ale ștanței ia locul forței de ștanțare și devine factorul care poate

influența cel mai mult precizia și calitatea ferestrei coliviei din tablă metalică.

CAPITOLUL IV

CERCETĂRI TEORETICE ȘI PRACTICE PRIVIND OPTIMIZAREA

ECHIPAMENTELOR DE ȘTANȚARE A COLIVIILOR DIN TABLĂ METALICĂ

UTILIZÂND METODE CAD – FEA

4.1. Prezentarea metodologiei și instrumentelor utilizate la optimizarea echipamentelor

de prelucrare a coliviilor din tablă metalică

Obiectivul studiului îl constituie analiza influenței jocurilor multiple asupra preciziei de

tăiere a semifabricatului în termeni de tensiuni induse și/sau remanente. Rezultatele obținute vor

constitui baza analizelor efectuate asupra comportamentului poansoanelor.


[19]

4.2. Modelarea 3D a ansamblului ștanță în vederea analizelor cu elemente finite

Pentru a putea realiza analiza cu elemente finite în mediul de lucru Ansys, este nevoie de

întreg ansamblul ștanță, ansamblu care să poată simula toate mișcările conform unui proces de

ștanțare real. În acest sens, pentru a putea realiza analiza, în mediul de proiectare 3D Catia V5 s-au

creat toate elementele componente ale ștanței, după cotele de execuție ale ansamblului ștanță,

respectând detaliile geometrice, caracteristice fiecărui element component al ansamblului supus

analizei.

a) b) Fig. 4.2. Vedere izometrică a ansamblului ștanță pentru prelucrarea ferestrelor coliviei de la rulmenții radiali – oscilanți

cu role butoi pe două rânduri: a) vedere izometrică, b) vedere secționată

a) b) Fig. 4.3. Vedere frontală cu partea mobilă a ștanței pentru prelucrarea coliviilor de la rulmenții radiali – oscilanți pe

două rânduri: a) vedere izometrică, b) vedere secționată

Fig.4.1. Procesul de analiză cu elemente finite pentru procedeul de ștanțare a coliviilor metalice

Interpretarea rezultatelor Rafinare analiză

Îmbunătățire proiectare, Optimizare structurală

Procesul de ștanțare a

coliviilor metalice de rulment

Obiectivul urmărit : Calitatea și Precizie

Schimbarea problemei

SOLUȚIA GENERATĂ DE ELEMETUL FINIT

Alegerea : - elementelor finite; - densitate discretizare; - alegerea rețelei (mesh);

- parametri soluție, etc;

Reprezentare a : - tensiunile maxime;

- condiții de frontieră;

- încărcări;

- zonele de rupere solicitate;

- etc.

Aprecierea acurateței soluției elementului finit în funcție de factorii de influență

Rafinare discretizare, Parametrii soluției, etc

Îmbunătățirea relațiilor dintre factori

FACTORII CARE INFLUENȚEAZĂ CALITATEA PROCESUL:

- Materialul coliviei; - Încărcări;

- Materialul elementelor active; - Constrângeri;

- Geometria elementelor active; - Condiții de frontieră;

- Jocul dintre elemetenle active; - Cinematica ansamblului

-

Ansamblul Ștanța

Colivie

Soluția FEA

a problemei


[20]

În figura 4.2. este prezentată o imagine 3D a ansamblului matriță proiectat în mediul de

lucru Catia V5. Ansamblul ștanță din figura 4.2 este împărțit în două părți componente conform

literaturii de specialitate, și anume: partea mobilă și partea fixă. Fiecare parte componentă conține

un număr de elemente. Astfel partea mobilă a ansamblului ștanță, prezentată în figura 4.3., prezintă

în structura acesteia un număr de aproximativ 27 elemente distincte.

4.3. Contribuţii aduse la evaluarea proceselor de ștanțare a coliviilor din tablă metalică

prin intermediul analizelor cu elemente finite

4.3.1.Pregătirea ansamblului în vederea translării și importului din mediul CAD în

mediul de lucru Ansys

În vederea translării cu succes a modelului CAD spre mediul de lucru Ansys, acesta necesită

câteva ajustări în sensul eliminării anumitor componente ce nu fac obiectul studiului propriu zis dar

care pot fi suplinite ca rol funcțional prin intermediul unor constrângeri geometrice sau

dimensionale ce vor fi aplicate asupra ansamblului după importul în mediul de lucru Ansys.

În acest sens din cadrul ansamblului care va fi supus analizei cu elemente finite fac parte

doar câteva elemente componente. Din cadrul părții mobile a ansamblului stanță se va crea un

subansamblu format din cele 25 de poansoane, dornul conic și conul iar din cadrul părții fixe se va

crea un subansamblu format din placa activă, semifabricatul sub formă de colivie, suportul poanson

și extractorul. Toate celelalte elemente componente pot fi eliminate deoarece analizele se vor

efectua doar asupra semifabricatului, ceea ce face ca și posibilitățile de constrângere ale elementelor

să fie mai restrânse și mai explicite.

a) b)

Fig. 4.8. Vedere izometrică a ansamblului simplificat secționat supus analizelor cu elemente finite:a) vedere izometrică,

b) detaliu apropiat

Prin efectuarea analizelor s-a observat că rezultatele, în majoritatea cazurilor pot fi

extrapolate pentru studiul efectelor solicitării impuse asupra unui singur poanson, respectiv a unei

singure ferestre din colivie. Pe baza rezultatelor obținute și a aspectelor evidențiate mai sus, s-a

decis secționarea întregului ansamblul în 25 de părți egale pentru a obține o secțiune caracteristică și

conformă unui singur poanson și unei singure ferestre din colivie. Astfel rezultatele obținute pot fi

considerate valide și în plus, pot fi extrapolate în vederea evidențierii comportamentului întregului

ansamblu sub solicitarea dată (vezi figura 4.8).

4.3.3. Generarea rețelei caracteristice ansamblului CAD și stabilirea mărimii optime a

elementului de rețea

Pentru generarea rețelei de discretizare finale corespunzătoare geometriei modelului studiat

s-au aplicat succesiv metode de mapare ale fațetelor laterale cât și de dimensionare ale fațetelor ce

urmează a fi străpunse de către poanson în vederea unei evaluări complete a comportamentului


[21]

materialului sub solicitarea dată. Rezultatul poate fi urmărit în figura 4.12 unde zona racordată

interioară devine mult mai rafinată sub aspectul densității rețelei de discretizare. De asemenea,

putem observa continuitatea liniilor chiar și pe suprafața curbă specifică zonei racordate ce se întind

apoi păstrând proporțiile și în zona fațetei laterale urmând geometria acesteia. Același lucru se

întâmplă și pe exterior, în cazul zonei largi de racordare a coliviei. Acest lucru validează decizia de

adoptare a metodei de măturare (eng. sweep) a întregii geometrii specifice modelului coliviei din

tablă metalică.

Fig.4.11. Variația tensiunilor echivalente von Mises pentru colivia din tablă metalică la diferite dimensiuni ale elementului

de rețea de discretizare.

Fig. 4.12. Rețeaua de discretizare finală aplicată modelului

propus spre analiză.

4.3.4. Stabilirea constrângerilor aplicate secțiunii din ansamblul ștanța în vederea


Stabilirea constrângerilor s-a realizat

conform ordinii prezentate în figura 4.13. Au fost

definite ca și suporturi fixe, care nu participă în

timpul mișcării placa de bază, suportul

poansonului, matrița cât și fațetele exterioare ale

semifabricatului pentru a permite "curgerea"

acestuia doar pe direcția impusă. S-au impus

deplasări asupra elementelor dorn conic, con și

respectiv poanson. Pentru a impune deplasarea în

cazul oricăruia dintre componentele amintite mai

sus au fost necesare stabilirea unor sisteme de

coordonate proprii, independente ca și orientare

față de sistemul de coordonate. Fig. 4.13. Constrângeri aplicate ansamblului în vederea

realizării analizelor cu elemente finite.

356.27

335.21334.93 334.84 334.81

320

330

340

350

360

Automat 2 1.5 1 0.5

σ[M

pa]

Dimensiunea elementului de reţea [mm]

Tensiuni echivalente von Mises]


[22]

4.3.5. Stabilirea solicitării aplicate secțiunii din ansamblul ștanța în vederea realizării

analizelor cu elemente finite

Solicitarea aplicată pe suprafața superioară a dornului conic din ansamblul părții mobile a

ștanței de decupare – perforare și calibrare a ferestrelor coliviei din tablă metalică este de tip forță

de ștanțare cu o valoare corespunzătoare celor 600 [tF] generate de către echipamentul utilizat

convertită în [N] și împărțită la a 25-a parte conform procesului de secționare detaliat în cadrul unei

secțiuni anterioare. Valoarea astfel rezultată este de 2,3536 x 105 [N].

Fig.4.15. Distribuției încărcărilor generate de solicitarea impusă în ștanță: a) aplicarea forței pe suprafața superioară a

dornului conic b) distribuția forței pe poansonul de perforare; c) distribuția forței pe suprafața ferestrei coliviei.

4.3.7. Interpretarea rezultatelor obținute în urma analizelor cu elemente finite

S-au efectuat analize pentru trei grosimi diferite de semifabricat, respectiv 3,5 mm, 4 mm și

5 mm. Pentru fiecare dintre aceste grosimi de semifabricat s-au realizat și analizat trei variante

diferite de jocuri existente, astfel încât la final au fost desfășurate analize cu elemente finite pentru

nouă tipuri diferite de ansambluri.

În cadrul acestei secțiuni se vor prezenta rezultatele obținute pentru fiecare dintre

ansamblurile mai sus menționate care conțin semifabricate cu grosimi de 3,5 mm, 4 mm și 5 mm cu

limitele jocurilor stabilite la 0,11 mm, 0,14 mm și 0,18 mm evaluate pentru distanțele dintre

poanson și orificiul din placa activă din matriță.

a) b)

Fig.4.16. Valori obținute la un număr de 21000 de iterații:a) pentru parametrul tensiuni echivalente von Mises; b) pentru deformație totală.


[23]

Programul afișează pe lângă valorile obținute sub solicitarea impusă și în condițiile de

analiză date, și o distribuție a parametrului solicitat pe întreaga suprafața a semifabricatului.

Astfel, observăm cum în cazul tensiunilor, valorile limită (cele cu roșu respectiv albastru) indică

faptul că atunci când poansonul împinge semifabricatul, acesta începe să "curgă" iar la nivel

microscopic apar deja fisuri în partea superioară a semifabricatului.

Explicația acestui fenomen este aceea că în timp ce la baza semifabricatului, mai exact în

zona de racordare, semifabricatului îi este permisă "curgerea" prin prisma faptului că există o

suprafață suficient de mare pentru ca semifabricatul să se întindă, în partea superioară limita dintre

orificiul ce se va realiza sub acțiunea poansonului și marginea de sus a semifabricatului este mult

mai mică iar semifabricatul nu va mai putea prelua din grăunții vecini pentru a se rearanja și căpăta

astfel forma impusă, ci în schimb se va fisura. Acest aspect este confirmat și de către distribuția

parametrului deformație totală. Conform figurii 4.16.b) valorile mai mari cât și cele limită apar în

zona de mijloc spre marginea superioară a semifabricatului. Acea zonă este afectată mai mult sub

acțiunea poansonului decât zona inferioară. Această tendință se va manifesta aproximativ la fel și în

cazul celorlalte analize efectuate, ceea ce indică faptul că ruptura nu se realizează uniform. În timp

ce în partea superioară a semifabricatului vor apare tot ai multe fisuri, semifabricatul din zona

specifică părții inferioare a semifabricatului (zona de racordare) va suferi încă rearanjări ale

grăunților de material ceea ce indică un proces de deformare aflat în desfășurare. Desigur că

distribuțiile viitoare, la un număr mai mare de iterații dar mai ales prin existența unor valori diferite

ale jocurilor vor produce rezultate diferite și astfel va putea fi analizată cu succes influența jocurilor

asupra fiecăruia din parametri obținuți. Procesul de analiză a continuat prin impunerea unui număr

tot mai mare de iterații de fiecare dată studiind evoluția distribuției celor doi parametri mai sus

amintiți. Limita de deformație pe direcția axei X a sistemului de coordonate propriu

semifabricatului este valoarea măsurată pe colivia fizică reală din cadrul experimentelor realizate în

partea practică a tezei, și anume aceea ce 1,1 mm pentru semifabricatul cu grosimea de 3,5 mm.

a) b) c)

d) e) f)

Fig.4.17. Valori obținute pentru tensiunile echivalente von Mises: a) pentru 21000 de iterații; b) pentru 30000 de iterații; c)

pentru 40000 de iterații; d) pentru 45000 de iterații; e) pentru 50000 de iterații; f) pentru 52930 de iterații.

La această valoare s-a ajuns prin încercări repetate și aceasta a fost respectată pentru fiecare

din cele trei ansambluri cu jocuri diferite specifice grosimii de semifabricat mai sus amintite.

Valoarea obținută pentru parametrul tensiuni echivalente von Mises pentru 21000 de iterații este de

414,22 MPa. Analizele au continuat prin setarea numărului de iterații la 30000, 40000, 45000 și


[24]

50000. Peste această valoare s-au operat modificări ale numărului de iterații din aproape în aproape

până la atingerea valorii căutate. În cazul semifabricatului cu o grosime a semifabricatului de 1,1

mm numărul suficient de iterații pentru atingerea acesteia a fost de 52930.De reținut sunt doar

valorile obținute pentru numărul de iterații necesar atingerii pragului de 1,1 mm. Acestea se vor

compara cu cele corespunzătoare analizelor efectuate pentru celelalte două jocuri pentru o grosime a

semifabricatului semifabricatului de 3,5 mm.

Același model de analiză comparativă s-a aplicat și în cazul parametrului deformație totală.

Evoluția distribuției valorilor obținute la un număr de iterații diferite este prezentată în figura 4.18.

Așa cum era de așteptat, alta este evoluția înregistrată în cazul parametrului mai sus menționat.

Dacă în cazul tensiunilor echivalente tendința observată este aceea de concentrare în muchii și

colțuri corespunzător orificiului din matriță prin care semifabricatul este constrâns să pătrundă, în

cazul deformațiilor totale înregistrate tendința este aceea de concentrare în zona de pătrundere a

poansonului în semifabricat după suprafața curbă corespunzătoare fațetei poansonului care

realizează deformația.

a) b) c)

d) e) f)

Fig.4.18. Valori obținute pentru deformația totală: a) pentru 21000 de iterații; b) pentru 30000 de iterații; c) pentru 40000

de iterații; d) pentru 45000 de iterații; e) pentru 50000 de iterații; f) pentru 52930 de iterații.

S-au efectuat măsurători ale zonelor lucioase pentru fiecare dintre coliviile obținute iar

valorile rezultante au fost centralizate după cum urmează:

pentru grosimea semifabricatului de 3,5 mm s-a măsurat o valoare de 1,1 mm pentru

dimensiunea urmei pe toată circumferința coliviei;

pentru grosimea semifabricatului de 4 mm s-a măsurat o valoare de 1,2 mm pentru

dimensiunea urmei pe toată circumferința coliviei;

pentru grosimea semifabricatului de 5 mm s-a măsurat o valoare de 1,4 mm pentru

dimensiunea urmei pe toată circumferința coliviei.

4.3.8.1. Contribuţii la stabilirea influenţei jocului dintre elementele active asupra

coliviilor din tablă metalică

CAZUL I. Analiza influenței valorii jocului lateral dintre elementele active asupra

parametrului tensiuni echivalente de tip von Mises.

pentru evaluarea influenței valorilor diferite ale jocului jL dintre elementele active asupra


[25]

rezultatelor obținute pentru parametrul tensiuni echivalente von Mises s-au realizat

reprezentări grafice ale variațiilor înregistrate pentru cele trei valori ale jocului

considerate pentru grosimea semifabricatului de 3,5 mm. Forma grafică (fig. 4.28) este de

tipul suprapunere și evidențiază diferențele cât și asemănările dintre cele trei rezultate.

Valorile maxime înregistrate pentru

parametrul tensiuni echivalente von

Mises sunt următoarele:

pentru jocul jL de 0,11 mm

maximul este de 334,84 MPa;


maximul este de 337,47 MPa;


maximul este de 341,34 MPa. Fig.4.28. Distribuția suprapusă a variațiilor rezultate pentru grosimea

semifabricatului de 3,5 mm pentru cele trei valori ale jocului dintre elementele active considerate pentru parametrul tensiuni echivalente

von Mises.

pentru evaluarea influenței valorilor diferite ale jocului jL dintre elementele active s-au

realizat reprezentări grafice ale variațiilor înregistrate pentru cele trei valori ale jocului

considerate și pentru grosimea semifabricatului de 4 mm.


parametrul tensiuni echivalente von Mises

sunt următoarele:

pentru valoarea jocului jL de 0,11 mm

maximul înregistrat este de 277,98 MPa;




maximul înregistrat este de 286,01 MPa. Fig.4.29. Distribuția suprapusă a variațiilor rezultate pentru

grosimea semifabricatului de 4 mm pentru cele trei valori ale jocului jL dintre elementele active considerate pentru

parametrul tensiuni echivalente von Mises.






sunt următoarele:

. pentru valoarea jocului jL de 0,11 mm

maximul înregistrat este de 211,47

MPa;



MPa;



MPa.

Fig.4.30. Distribuția suprapusă a variațiilor rezultate pentru

grosimea semifabricatului de 5 mm pentru cele trei valori ale

jocului jL considerate pentru parametrul tensiuni echivalente von Mises.

O primă concluzie care reiese din analiza comparativă a reprezentărilor grafice suprapuse

este aceea conform căreia odată cu creșterea jocului jL dintre elementele active crește și valoarea

specifică parametrului tensiuni echivalente von Mises. Momentul apariției valorii maxime pentru

fiecare dintre valorile specifice jocurilor laterale indică momentul apariției de fisuri în semifabricat

care marchează începutul tranziției de la procesul de deformare plastică la rece la cel de rupere.

Odată cu creșterea valorii pentru jocul jL dintre elementele active valorile maxime se

înregistrează tot mai devreme ceea ce înseamnă că procesul de rupere intervine tot mai rapid în

Nr. noduri

Nr. noduri

[MP

a]

[MP

a]

[MP

a]

Nr. noduri


[26]

cazul jocurilor cu valori mari. O valoare mare a jocului jL dintre elementele active nu va permite un

interval de timp suficient de lung pentru ca procesul de deformare plastică să se desfășoare

corespunzător ci din contra va facilita apariția prematură a fisurilor în semifabricat. Acest fenomen

are loc în cazul formei specifice a semifabricatului studiat în acest caz și nu poate fi extrapolat și

către alte forme de semifabricate fără o analiză comparativă. Acest demers se poate constitui într-o

viitoare direcție de cercetare.

CAZUL II. Analiza influenței valorii jocului jL dintre elementele active asupra parametrului

deformație totală.

pentru evaluarea influenței valorilor diferite ale jocului jL dintre elementele active asupra

rezultatelor obținute pentru parametrul deformație totală s-au realizat reprezentări grafice

ale variațiilor înregistrate pentru cele trei valori ale jocului considerate pentru grosimea

semifabricatului de 3,5 mm.


parametrul deformație totală sunt

următoarele:


maximul înregistrat este de 3,8932 mm;




maximul înregistrat este de 4,0073 mm. Fig.4.31. Distribuția suprapusă a variațiilor rezultate pentru

grosimea semifabricatului de 3,5 mm pentru cele trei valori ale jocului jL considerate pentru parametrul deformație totală.

pentru evaluarea influenței valorilor diferite ale jocului lateral s-au realizat reprezentări

grafice ale variațiilor înregistrate pentru cele trei valori ale jocului jL dintre elementele

active considerate și pentru grosimea semifabricatului de 4 mm.



următoarele:







grosimea semifabricatului de 4 mm pentru cele trei valori ale jocului jL considerate pentru parametrul deformație totală.






următoarele:







grosimea semifabricatului de 5 mm pentru cele trei valori ale jocului jL considerate pentru parametrul deformație totală.

Nr. noduri

Nr. noduri

Nr. noduri

[mm

] [m

m]

[mm

]


[27]


este aceea conform căreia odată cu creșterea jocului jL dintre elementele active crește și valoarea

specifică parametrului deformație totală. Momentul apariției valorii maxime pentru fiecare dintre

valorile specifice jocurilor jL dintre elementele active echivalează cu apariția de fisuri în

semifabricat.

Spre deosebire de tendința manifestată în cazul parametrului tensiuni echivalente von Mises,

în cazul deformațiilor totale nu avem o creștere constantă a momentului apariției maximului

înregistrat, în sensul că valoarea nodului nu crește pe măsură ce valoarea grosimii semifabricatului

crește. Astfel pentru o valoare a grosimii de semifabricat de 5 mm se înregistrează o scădere față de

celelalte două valori a momentului de apariție a maximului înregistrat.

4.3.8.2. Contribuţii la stabilirea influenţei grosimii semifabricatului asupra coliviilor

din tablă metalică

CAZUL I. Analiza influenței valorii grosimii semifabricatului asupra parametrului tensiuni

echivalente de tip von Mises.

pentru evaluarea influenței valorilor diferite ale grosimii semifabricatului asupra


reprezentări grafice ale variațiilor înregistrate pentru aceeași valoare a jocului jL dintre

elementele active de 0,11 mm.



sunt următoarele:

pentru valoarea grosimii de 3,5 mm


pentru valoarea grosimii de 4 mm



maximul înregistrat este de 211,47 MPa.

Fig.4.34. Distribuția suprapusă a variațiilor rezultate pentru

valoarea jocului jL de 0,11 mm pentru cele trei valori ale grosimii semifabricatului considerate pentru parametrul

tensiuni echivalente von Mises.







sunt următoarele:






maximul înregistrat este de 214,41 MPa Fig.4.35. Distribuția suprapusă a variațiilor rezultate pentru

valoarea jocului jL de 0,14 mm





Nr. noduri

[MP

a]

Nr. noduri

[MP

a]


[28]



sunt următoarele:






maximul înregistrat este de 218,48 MPa. Fig.4.36. Distribuția suprapusă a variațiilor rezultate pentru

valoarea jocului jL de 0,18 mm


este aceea conform căreia odată cu creșterea grosimii semifabricatului scade valoarea tensiunilor

echivalente von Mises. Momentul apariției valorii maxime pentru fiecare dintre valorile specifice

jocurilor jL dintre elementele active indică momentul apariției de fisuri în semifabricat

CAZUL II. Analiza influenței valorii grosimii semifabricatului asupra parametrului

deformație totală.



ale variațiilor înregistrate pentru aceeași valoare a jocului jL dintre elementele active de

0,11 mm.



următoarele:






maximul înregistrat este de 4,9025 mm. Fig.4.37. Distribuția suprapusă a variațiilor rezultate pentru valoarea jocului jL de 0,11 mm




0,14 mm.



următoarele:







valoarea jocului jL de 0,14 mm.




0,18 mm.

Nr. noduri

Nr. noduri

[mm

] [m

m]

[MP

a]

Nr. noduri


[29]



următoarele:







valoarea jocului jL de 0,18 mm.

Concluzie care reiese din analiza comparativă a reprezentărilor grafice suprapuse este aceea

conform căreia odată cu creșterea grosimii semifabricatului crește valoarea specifică parametrului

deformație totală. Momentul apariției valorii maxime pentru fiecare dintre valorile specifice

jocurilor laterale indică momentul apariției de fisuri în semifabricat. La o grosime de semifabricat

mai mare, crește și necesitatea unui număr mai mare de iterații pentru a atinge valoarea

corespondentă urmei lucioase măsurate în cazul coliviilor obținute experimental.

4.3.9. Contribuţii la stabilirea modelului optim de ansamblu studiat din punctul de

vedere al preciziei și calității coliviei din tablă metalică în cadrul proceselor de ștanțare

S-au efectuat analize comparative ale liniilor de tendință manifestate în fiecare caz studiat

prin intermediul valorilor maxime înregistrate pentru fiecare parametru în parte. Acestea sunt

prezentate în cadrul figurii 4.40.

Prin comparație dintre cele trei semifabricate, procentual semifabricatul cu grosime de 3,5 mm

evidențiază cea mai mare valoare a urmei lucioase lăsate în semifabricat în timpul desfășurării

procesului de deformare de 1,1 mm. Prin comparație, pentru o valoare compensată cu doar 0,5 mm

corespunzătoare grosimii semifabricatului de 4 mm, urma măsurată este de doar 1,2 iar pentru

semifabricatul de 5 mm de 1,4 mm. Acest fenomen cumulat cu tendința de a obține suprafețe mai

puțin rufoase pentru valori mici ale jocului jL dintre elementele active conduc la concluzia conform

căreia ansamblul optim din punctul de vedere al preciziei și calității suprafeței coliviei ștanțate din

tablă metalică este cel care prezintă valoarea cea mai mică a jocului dintre elementele active pentru

grosimea semifabricatului cea mai mică.

4.4. Concluzii

În cadrul acestui capitol s-au prezentat principalele elemente legate de setarea sistemului

experimental care stă la baza analizelor cu elemente finite efectuate.

S-au introdus valorile specifice principalilor parametri caracteristici în evaluarea

corespunzătoare a comportamentului semifabricatului ales pentru semifabricat în baza de date a

Ansys pentru ca programul să recunoască și să interpreteze corespunzător reacția sub o solicitare

dată. În acest sens limita de rupere, coeficientul de curgere sau limitele corespunzătoare tensiunilor,

alungirilor și deformațiilor s-au constituit în parametri definitorii ai semifabricatului.

Următorul pas în setarea corespunzătoare a cadrului experimental l-a constituit aplicarea

constrângerilor dimensionale și de formă asupra tuturor elementelor constituente ale secțiunii

ansamblului de ștanțare. Valoarea solicitării impuse a fost împărțită conform cu a 25 parte din

totalul forței generate de echipamentul utilizat.

Comportamentul semifabricatului sub solicitarea dată a fost evaluat prin intermediul variației

a doi parametri și anume al tensiunilor echivalente von Mises și al deformației totale.

Conform cu încercările experimentale realizate, s-au considerat trei valori diferite pentru

Nr. noduri

[mm

]


[30]

jocul jL dintre elementele active. Acestea au fost corelate cu trei grosimi diferite ale

semifabricatului. Prin intermediul analizelor cu elemente finite s-a urmărit influența pe care o are o

valoare crescută a jocului jL dintre elementele active asupra preciziei și calității produsului finit, în

termeni de apariție de fisuri la nivel microscopic cât și tensiuni remanente în urma procesului de

ștanțare dar și a grosimii semifabricatului din aceleași considerente. Rezultatele au fost comparate

din punctul de vedere al influenței jocurilor diferite pentru aceleași grosimi de semifabricat pentru

ca mai apoi să fie variate valorile grosimilor semifabricatului la aceleași valori ale jocurilor impuse.

În cazul influenței valorilor diferite pentru jocul jL dintre elementele active la aceeași

grosime a semifabricatului, tendința observată a fost de creștere în cazul ambilor parametri. Astfel la

o valoare mai mare a jocului jL dintre elementele active pentru aceeași grosime s-au obținut valori

mai mari pentru parametri tensiuni echivalente von Mises și deformația totală. Această tendință s-a

manifestat și în cazul celorlalte grosimi de semifabricat înregistrându-se astfel valori crescute în

cazul tuturor analizelor efectuate.

În cazul influenței valorilor diferite ale grosimii semifabricatului la aceeași valoare a jocului

jL dintre elementele active au existat două tendințe distincte. Pentru parametrul tensiuni echivalente

von Mises tendința manifestată în cazul unui semifabricat mai gros a fost de diminuare a valorilor

rezultate. Acest fenomen se explică prin faptul că procesul de rupere are loc mult mai devreme

comparativ cu semifabricatul cel mai subțire și astfel favorizează apariția timpurie a fisurilor în

semifabricat care se propagă apoi către extremități în zonele de contact cu fereastra din matriță.

Tendința de variație manifestată în cazul parametrului deformație totală este una de creștere la o

creștere corespunzătoare a grosimii semifabricatului.

Analizele comparative efectuate au evidențiat și permis formularea unei concluzii finale în

ceea ce privește ansamblul optim ce poate fi utilizat din punctul de vedere al calității și preciziei

procesului de ștanțare. S-a dovedit faptul că valori mai mici ale jocului jL dintre elementele active

permit o stare de tensiuni diminuată care se traduce prin apariția de fisuri mai puține și care se vor

propaga mult mai greu în semifabricat.

Ansamblul optim din punctul de vedere al calității și preciziei procesului de ștanțare va fi

cel care va prezenta valorile scăzute ale jocului jL dintre elementele active și ale grosimii

semifabricatului din considerentele enunțate mai sus. Această concluzie este validă în cazul formei

specifice a semifabricatului studiat în cadrul acestui studiu și nu poate fi extrapolat și către alte

forme de semifabricate fără o analiză comparativă. Acest demers se poate constitui într-o viitoare

direcție de cercetare.

CAPITOLUL V

CONTRIBUȚII PRIVIND ELABORAREA PROGRAMULUI

EXPERIMENTAL PENTRU CERCETAREA CALITĂȚII ŞI PRECIZIEI

COLIVIILOR ȘTANȚATE

5.1. Contribuţii privind programarea experimentelor efectuate în cadrul cercetărilor

Având în vedere problematica luată în studiu, respectiv calitatea pieselor obţinute prin

operaţia de ştanţare, cercetările experimentale din cadrul tezei de doctorat, vor avea în vedere şi

atingerea următoarelor aspecte:

stabilirea modului de influenţă al principalilor factori implicaţi în proces, reprezentaţi de

parametri de intrare şi de reglare ai procesului, asupra unor parametri de ieşire,

interesându-ne în mod deosebit acei parametri de ieşire legaţi de calitatea şi precizia

suprafeţei;


[31]

elaborarea unor modele matematice care să descrie aceste influenţe, cu punerea în

evidenţă atât a efectelor factorilor cât şi a efectelor interacţiunilor dintre factori şi

stabilirea influenţelor semnificative;

formularea unor concluzii privind calitatea ferestrelor coliviei obţinute prin operaţia de

ştanţare, care să poată fi utilizate la montarea rulmenţilor radial cu role butoi pe două

rânduri;

Ca parametri de ieşire ai procesului de ştanţare, dintre mărimile ce descriu calitatea

ferestrelor coliviei prelucrate prin operaţia de ştanţare s-a optat pentru luarea în studiu a

următoarelor:

înălţimea bavurii ferestrei coliviei;

înălţimea şi lăţimea nominală a ferestrelor coliviei;

distanţa între pragurile de reţinere a rolei în fereastra;

dimensiunea pragului de reţinere a rolei;

parametrul de rugozitate Ra, evaluat atât pe suprafaţa pragului de reţinere a rolei cât şi pe

suprafaţa ferestrei colivie, în plan axial.

Ca factori de intrare, prezenţaţi în cadrul subcapitolului anterior, s-a optat pentru luarea în

studiu a următorilor parametri:

mărimea cursei ştanţei de perforare a ferestrelor coliviei din tablă metalică, (cs);

grosimea semifabricatului, (gc);

jocurile dintre elementele active ale ştanţei, ( jL, jH).

În ceea ce priveşte strategia de experimentare, plecând de la alegerea spre studiere a celor 3

factori arătaţi mai sus, s-a optat pentru organizarea unui experiment factorial ortogonal complet 33.

S-a ţinut cont de faptul că literatura de specialitate [S4], [H12] recomandă clasificarea

factorilor în 4 grupe, după criteriul dificultăţii de trecere a factorului de la un nivel la altul, astfel:

grupa 1 - factori dificil de modificat;

grupa 2 - factori ceva mai uşor de modificat;

grupa 3 – factori uşor de modificat;

grupa 4 - factorii cel mai uşor de modificat.

În acest sens în tabelul 5.1 este prezentată încadrarea factorilor în grupele corespunzătoare de

dificultate, încadrare justificată prin următoarele:

Nivelele de variație ale parametrilor de intrare au fost alese ținând cont de posibilitățile tehnice ale

presei hidraulice LVD 600 și a ștanței de perforat ferestre, a tehnologiei de execuție a coliviilor

pentru RRORB2R și de cercetările anterioare prezente în literatura de specialitate[S4].

Tab. 5.1. Încadrarea factorilor în grupele corespunzătoare de dificultate

Nr. Crt. Factorul Grupa de dificultate

1. Grosimea semifabricatului coliviei [gc] 1 2. Cursa de ştanţare [cs] 2 3. Jocul dintre elementele active [jL, jH] 4

Tab. 5.2. Jocurile dintre elementele active de la stanța de perforat ferestre

Nr.

Crt.

jH

[mm]

jL

[mm]

Nr. Crt.

jH

[mm]

jL

[mm]

1. 0.53 0.16 14. 0.54 0.15

2. 0.53 0.17 15. 0.54 0.16

3. 0.53 0.18 16. 0.54 0.16

4. 0.53 0.15 17. 0.58 0.15

5. 0.51 0.16 18. 0.54 0.11

6. 0.53 0.14 19. 0.54 0.13

7. 0.54 0.15 20. 0.54 0.15

8. 0.53 0.15 21. 0.54 0.14

9. 0.57 0.17 22. 0.54 0.16

10. 0.54 0.16 23. 0.56 0.17

11. 0.54 0.15 24. 0.56 0.17

12. 0.55 0.14 25. 0.54 0.17

13. 0.55 0.15


[32]

În acest sens, pe baza celor menționate mai sus a fost creat planul experimental complet

factorial ortogonal complet 33 și s –au stabilit parametrii de intrare cu valorile lor pe cele trei

niveluri, prezentați în tabelul 5.4.

Tab. 5.4. Planul experimental factorial complet 33

Nr.

Crt.

Nivelul parametrilor Valoarea parametrilor

gc cs (jL; jH) gc [mm] cs [mm] (jL ;jH) [mm;mm]

1. 1 1 1 3.5 5.5 (0.11;0.54)

2. 1 1 2 3.5 5.5 (0.14;0.53)

3. 1 1 3 3.5 5.5 (0.18;0.53)

4. 1 2 1 3.5 6.5 (0.11;0.54)

5. 1 2 2 3.5 6.5 (0.14;0.53)

6. 1 2 3 3.5 6.5 (0.18;0.53)

7. 1 3 1 3.5 7.5 (0.11;0.54)

8. 1 3 2 3.5 7.5 (0.14;0.53)

9. 1 3 3 3.5 7.5 (0.18;0.53)

10. 2 1 1 4 5.5 (0.11;0.54)

11. 2 1 2 4 5.5 (0.14;0.53)

12. 2 1 3 4 5.5 (0.18;0.53)

13. 2 2 1 4 6.5 (0.11;0.54)

14. 2 2 2 4 6.5 (0.14;0.53)

15. 2 2 3 4 6.5 (0.18;0.53)

16. 2 3 1 4 7.5 (0.11;0.54)

17. 2 3 2 4 7.5 (0.14;0.53)

18. 2 3 3 4 7.5 (0.18;0.53)

19. 3 1 1 5 5.5 (0.11;0.54)

20. 3 1 2 5 5.5 (0.14;0.53)

21. 3 1 3 5 5.5 (0.18;0.53)

22. 3 2 1 5 6.5 (0.11;0.54)

23. 3 2 2 5 6.5 (0.14;0.53)

24. 3 2 3 5 6.5 (0.18;0.53)

25. 3 3 1 5 7.5 (0.11;0.54)

26. 3 3 2 5 7.5 (0.14;0.53)

27. 3 3 3 5 7.5 (0.18;0.53)

5.2. Echipamente utilizate în cadrul cercetărilor experimentale privind prelucrarea

coliviilor metalice pentru rulmenţi

Cercetările experimentale, efectuate în cadrul acestei teze de doctorat au fost realizate la S.C.

Rulmenți S.A. Bârlad. Pentru realizarea experimentelor s-a utilizat presa hidraulică LVD 600

echipată cu ștanța de perforat-calibrat ferestre.

5.2.1. Presa Hidraulică LVD 600

Încercările experimentale au fost realizate pe presa hidraulică LVD 600, existentă în

Departamentul de Producţie-Secţia colivii, din cadrul S.C. Rulmenţi S.A. Bârlad, echipată cu ştanţa

de perforat, îmbunătăţită, ferestre de colivie pentru RRORB2R. O vedere generală, reală cât şi una

modelată 3D în mediul de lucru Solid Works, este prezentată în figura 5.1.

a) b) Fig.5.1. Presa hidraulică LVD 600: a) vedere reală [U1]; b) vedere izometrică 3D SolidWorks


[33]

5.2.2. Contribuţii cu privire la îmbunătăţirea ştanţei de perforat ferestre prin aplicarea

tehnicii deciziei impuse

Din analiza literaturii de specialitate [I1], [P11], [42], [36] s-a evidenţiat faptul că ingineria

valorii este definită ca fiind o metodă de cercetare – proiectare de elaborare a soluţiilor tehnice, care

pot fi realizate în condiţii de consum minim şi de calitate ridicată. În vederea elaborării diagramei de

idei pentru îmbunătăţirea ştanţei de perforat ferestre de colivie de la RRORB2R, am ţinut cont de

problemele identificate în producţie şi de informaţiile găsite în literatura de specialitate, astfel în

figura 5.3 am realizat diagrama de idei în vederea îmbunătăţirii ştanţei de perforat ferestre de colivie

din tablă metalică.

Fig. 5.3. Diagrama de idei a ştanţelor de perforat ferestre de colivie de la RRORB2R

Din analiza numerelor valorice determinate s-a identificat drept soluţie optimă, varianta S2,

urmată în ordine de soluţiile S5, S4, S3, S1, ierarhia soluţiilor este prezentată în tabelul 5.17.

Tab. 5.17. Ierarhia soluţiile analizate din perspectiva celor 6 criterii prin metoda inginerii valorii

Soluţia S1 S2 S3 S4 S5

Poziţie iniţială 1 2 3 4 5

Număr Valoric NVS1=0,0474 NVS2=0,28245 NVS3=0,21225 NVS4=0,21355 NVS5=0,23635

Poziţie finală 5 1 4 3 2

Din moment ce soluţia optimă este identificată se poate formula tema de proiectare care va

sta la baza îmbunătăţirii echipamentului de ştanţare a ferestrelor coliviei din tablă metalică de la

RRORB2R, ea fiind intitulată astfel: Echipament de ștanțare format dintr-o presa acționată

hidraulic și ștanță de perforat simultană, în care transmiterea forței la elementele active se face

prin intermediul unui dorn conic iar precizia de prelucrare este asigurată de şase coloane de

ghidare și elemente de asamblare cu rezistentă mecanică ridicată, caracterizat prin rigiditate şi

precizie de prelucrare mare.

Pe baza rezultatelor obţinute a fost reproiectată şi realizată, în Departamentul de Sculărie din

cadrul S.C. Rulmenţi S.A., ştanţa de perforat ferestre de colivie de la RRORB2R. Pe baza

informaţiilor obţinute, îmbunătăţirea ştanţei de perforat ferestre de colivie din tablă metalică a

constat în:

schimbarea materialului elementelor active din oţel100Cr6 conform SR EN ISO 683-17 în

X210Cr12 conform SR EN ISO 4957;

_______A_______ Modul de acţionare a

presei hidraulice

Mecanic - A1

Hidraulic – A2

Pneumatic – A3

Electric – A4

?

_______B_______ Modul de executare

a fazei de lucru

Cu acţiune simultană - B1

Cu acţiune succesivă – B2

Combinat – B3

?

_______C_______Transmiterea forţei de ştanţare la poansoane

Dorn conic - C1

Direct – C2

?

_______D_______ Modalitatea de

ghidare a ştanţei

Fără coloane de ghidare - D1

Cu 4 coloane de ghidare – D2

Cu 6 coloane de ghidare – D3

?

_______E_______ Condiţii tehnologice de calcul a ştanţei

Compactitate mică- E1

Consum de material redus - E2

Rigiditate, Rezistenţă mecanica

ridicată - E3

?

__?___

ECHIPAMENT DE PERFORAT FERESTRE


[34]

pentru o mai bună ghidare sau mărit numărul de coloane de ghidare de la 4 la 6;

sau redimensionat și reproiectat următoarele elemente componente ale ştanţei:

placa de bază de la ø 550 mm la ø 650 mm;

placa de ghidare de la ø 550 mm la ø 650 mm;

placa port-poanson de la ø 550 mm la ø 650 mm;

bucşă de ghidare de la ø 50 mm la ø 55 mm;

placa de prindere de la ø 650 mm la ø 800 mm;

placa superioară de la ø 550 mm la ø 650 mm;

s-au redimensionat poansoanele, matriţa şi suport matriţă.

a) b)

Fig. 5.5. Vedere izometrică a echipamentului Presa – ştanţă de perforat ferestre de colivie din tablă metalică de la RRORB2R; a) ştanţa montată pe Presa hidraulică LVD 600; b) vedere izometrică ştanţă de perforat ferestre de la colivia din

tablă metalică

5.3. Echipamente de măsură şi control utilizate in realizarea cercetărilor experimentale

5.3.1. Echipament de măsurare FORM TALYSURF SERIES 2

Fig.5.6. Măsurarea rugozității suprafeței pe înălțimea ferestrei colivie cu echipamentul Form Talysurf Series 2

1 – Coloană; 2 – Soft Taylor Hobson ultra; 3 – Traductor; 4 – Palpator; 5 – Vârf palpator; 6 – Colivie măsurată; 7 –

Sistem de măsurare; 8 – Dispozitiv de bazare a coliviei [U1].


[35]

Fig.5.7. Schema de măsurare a rugozității suprafeței ferestrei coliviei:1 - Dispozitiv de măsurare ;2 – Traductor ;

3 – Palpator ;4 - Vârful de măsurare a palpatorului;5 - Suprafaţa reală măsurată (văzută la scară mărită);

5.3.2. Echipament de măsurare MarSurf XC-2

Fig. 5.8. Conturograf MarSurf XC – 2: 1. Masă aparat; 2. Şuruburi micrometrice pentru reglaj fin; 3. Dispozitiv

reglare unghiulară; 4. Palpator; 5. Braţ palpator; 6. Piesa de măsurat; 7. Placă bazare; 8. Sanie vertical;

9.Coloană; 10. Traductor; 11. Sanie orizontală; 12. Monitor de vizualizare a datelor măsurate [U1]

Fig. 5.9. Exemplificare de trasare și vizualizare, cu ajutorul echipamentului MarSurf XC-2, a mărimii bavurii

ferestrei coliviei din tablă metalică.

5.4. Contribuții la modelarea matematică, sub formă matriceală, a rezultatelor

experimentale

În vederea valorificării rezultatelor experimentale obţinute prin măsurători, s-a optat pentru

stabilirea modelelor matematice sub formă matriceală, după metoda introdusă de Vigier şi

Sisson,[I1], [P11] ale influenţelor factorilor luaţi în studiu asupra mărimii bavurii şi asupra


[36]

parametrilor dimensionali prezentaţi în subcapitolul 5.1 respectiv asupra rugozităţii suprafeţei de la

baza ferestrei coliviei şi a rugozităţii suprafeţei din zona pragului de reţinere a rolei.

c s c s c sY M g c j g c g j c j (5.5)

în care: Y - răspunsul sistemului;

M - media generală;

gc - grosimea semifabricatului folosit la ştanţarea ferestrelor coliviei;

cs - cursa ştanţei;

j - jocul dintre elementele active ale ştanţei.

Astfel, pentru modelul studiat au rezultat un număr de 19 grade de libertate, calculat cu

ajutorul relației 5.8.

1 3 (3-1) 3 3 1 3 1 19 glN (5.8)

Modelul matematic, în forma matriceală generală, care exprimă efectele factorilor şi a

interacţiunilor dintre aceştia asupra răspunsului sistemului a luat forma:

1 2 3 1 2 3

( , )1 ( , )2 ( , ) ( , )

1, 1 1, 2 1, 3

2, 1 2, 2 2, 3

3, 1 3, 2

c c c c s s s s

L H L H L H L H

c s c s c s

c c s c s c s

c c s

g g g g c c c c

j j j j j j j j j

g c g c g c

t

g g c g c g c

g c g c

Y M E E E A E E E A

E E E A

I I I

A I I I

I I

1, ( , ) 1,( , )2 1,( , )3

2,( , )1 2,( , )2 2,( , )3 ( , )

3, 3 3, 1 3, 2 3, 3

1,( ,

c L H c L H c L H

s c c L H c L H c L H L H

c s c c c

s L

s

g j j j g j j g j j

t

c g g j j g j j g j j j j

g c g j g j g j

c j

t

c

I I I

A A I I I A

I I I I

I

A

)1 1,( , )2 1,( , )3

2,( , )1 2,( , )2 2,( , )3 ( , )

3,( , )1 3,( , )2 3,( , )3

H s L H s L H

s L H s L H s L H L H

s L H s L H s L H

j c j j c j j

c j j c j j c j j j j

c j j c j j c j j

I I

I I I A

I I I

(5.10)

Valoarea tabelată a criteriului, FT a fost aleasă din tabelul 5.19 pentru un risc de 5 % (deci

un coeficient de încredere de 95 %) şi pentru numerele de grade de libertate :

FT(0,95;2;8) = 4,46. (5.24)

5.5. Concluzii

În cadrul acestui capitol s-a făcut o prezentare a principalelor echipamente de prelucrare şi

a celor de măsurare a parametrilor caracteristici calităţii şi preciziei ferestrelor coliviei din tablă

metalică.

Soluţia propusă pentru îmbunătăţirea ştanţei a presupus redimensionarea elementelor de

reazem, susţinere şi ghidare din ştanţă, introducere a unui număr de şase coloane de ghidare pentru

asigurare unei precizii de prelucrare mai ridicate şi schimbarea materialului elementelor active din

oţel 100Cr6 în oţel X210Cr12.

Calitatea suprafeţelor prelucrate pe ştanţa de perforat ferestre acţionată de presa hidraulică

LVD 600 este evaluată prin cei şase parametrii, care vor fi măsuraţi cu ajutorul a două echipamente

de măsurare, Form Talysurf Series 2 şi MarSurf XC-2.

Modelarea datelor experimentale se va face prin metoda matriceală, metodă care va

conduce la elaborarea unui număr de modele matematice matriciale pe baza cărora se vor emite

ipoteze cu privire la modul de influenţă a parametrilor de intrare asupra caracteristicilor de calitate

şi precizie a ferestrelor coliviei din tablă metalică. Pe baza aceloraşi modele matematice se vor

putea studia efectele parametrilor de intrare şi interacţiunile dintre acesţia asupra preciziei şi calităţii

ferestrelor de colivie din oţel.


[37]

CAPITOLUL VI

CONTRIBUŢII EXPERIMENTALE LA STUDIUL INFLUENȚEI

PARAMETRILOR REGIMULUI DE ȘTANȚARE ASUPRA CALITĂȚII ŞI

PRECIZIEI COLIVIILOR DE RULMENT DIN TABLĂ METALICĂ

Prezentul capitol prezintă rezultatele cercetărilor experimentale întreprinse pentru studiul

influenţei celor trei parametri de intrare stabiliti în subcapitolul 5.1, respectiv: jocul dintre

elementele active (jL; jH), grosimea semifabricatului coliviei ştanţate (gc) şi cursa de ştanţare (cs),

asupra caracteristicilor de calitate şi precizie ale ferestrelor obţinute prin operaţia de ştanţare.

Au fost studiaţi următorii parametri:

rugozitatea suprafeţei laterale (parametru măsurat în zona pragului de reţinere a rolie,

RaL);

rugozitatea suprafeţei la baza ferestrei coliviei (RaB);

înălţimea bavurii ferestrei (BÎ);

abaterea de la înălţimea ferestrei coliviei (AHf );

abaterea de la lăţimea ferestrei (AWf), abaterea de la distanţa dintre pragurile de reţinere a

rolei (ADpr);

abaterea de la lungimea pragului de reţinere a rolei (ALpr).

Cercetările s-au derulat dupa două strategii de experimentare, respectiv:

într-o primă etapă, studiul influenţei jocului dintre elementele active asupra

caracteristicilor de calitate şi precizie ale ferestrelor s-a făcut cu luarea în considerare a

celor 25 de valori măsurate pentru jocul lateral jL respectiv jocul jH, dupa caz;

în etapa ulterioară, cercetarile s-au derulat conform planului experimental factorial

complet 33 prezentat în subcapitolul 5.1.

6.1. Cercetări experimentale privind influenţa parametrilor de intrare asupra

rugozităţii suprafeţelor laterale ale ferestrelor coliviei

6.1.1. Influența jocului dintre elementele active jL, asupra rugozității suprafeței laterale,

RaL

Analiza influenţei jocului dintre elementele active asupra rugozităţii suprafeţelor laterale ale

ferestrelor coliviei, s-a făcut cu luarea în considerare a celor 25 de valori măsurate pentru jocul

lateral ( jL ). Din analiza valorilor jocurilor prezentate în tabelul 5.2, s-a putut evidenţia faptul că o

parte din valorile acestora se repetă. Drept urmare, valorile considerate ca date experimentale pentru

parametrul de calitate RaL, în cazul jocurilor cu aceeaşi valoare, reprezintă media tuturor valorile

masurate pentru aceeaşi valoare de joc.

Valorile rezultate pentru parametrul de calitate RaL, pentru toate valorile identificate ale

jocului jL, sunt prezentate în tabelul 6.1.

Tab. 6.1. Rezultate experimentale ale parametrului RaL la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc jL

Nr. Crt.

jL

[mm]

gc=3,5 mm cs=5,5 mm

gc=3,5 mm cs =6,5 mm

gc =3,5 mm cs =7,5 mm

gc =4 mm cs =5,5 mm

gc =4 mm cs =6,5 mm

gc =4 mm cs =7,5 mm

gc =5 mm cs =5,5 mm

gc =5 mm cs =6,5 mm

gc =5 mm cs =7,5 mm

RaL [µm]

1 0,11 0,52 0,43 0,43 0,52 0,47 0,41 0,52 0,47 0,42

2 0,13 0,56 0,50 0,52 0,61 0,56 0,58 0,68 0,62 0,51

3 0,14 0,61 0,57 0,53 0,72 0,63 0,58 0,74 0,68 0,56

4 0,15 0,68 0,60 0,55 0,80 0,67 0,61 0,78 0,73 0,66

5 0,16 0,68 0,62 0,56 0,77 0,70 0,60 0,79 0,74 0,68

6 0,17 0,66 0,63 0,56 0,77 0,70 0,62 0,80 0,76 0,69

7 0,18 0,77 0,70 0,63 0,85 0,77 0,70 0,87 0,81 0,73


[38]

În acest sens, în figurile 6.1, 6.2, 6.3, este reprezentată dependenţa parametrului de rugozitate

RaL de jocul jL dintre elementele active, pentru cele trei grosimi de semifabricat.

Fig.6.1. Dependenţa valorii rugozităţii, RaL, de jocul jL dintre elementele active, la ştanţarea coliviilor cu gc=3,5 mm

Fig.6.2. Dependenţa valorii rugozităţii, RaL, de jocul jL dintre elementele active, la ştanţarea coliviilor cu gc=4 mm

Tab. 6.2. Rezultate experimentale ale parametrului RaL la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jL şi gc=3,5 mm

Cursa de ştanţare, cs [mm]

Model matematic R2

cs = 5,5 mm RaL = 8,695jL2 + 0,778jL + 0,332 R2= 0,889

cs = 6,5 mm RaL = -13,20jL2 + 7,401jL – 0,220 R2= 0,970

cs = 7,5 mm RaL = -13,92jL2 + 6,436jL – 0,094 R2= 0,904

Tab. 6.3. Rezultate experimentale ale parametrului RaL la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jL şi gc=4 mm


Model matematic R2

cs = 5,5 mm RaL = -48,21jL2 + 18,44jL – 0,927 R2= 0,923

cs = 6,5 mm RaL = -20,52jL2 + 10,08jL – 0,386 R2= 0,974

cs = 7,5 mm RaL = -35,95jL2 + 13,74jL – 0,639 R2= 0,866

Fig.6.3. Dependenţa valorii rugozităţii, RaL, de jocul jL,dintre elementele active, la ştanţarea coliviilor cu gc=5 mm

0.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.90

0.10 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19

RaL

[μ

m]

jL [mm]

RaL: cs= 5,5 mm

RaL: cs= 6,5 mm

RaL: cs= 7,5 mm

Poly. (RaL: cs= 5,5 mm)

0.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.90

0.10 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19

RaL

[μ

m]

jL [mm]

RaL: cs= 5,5 mm

RaL: cs= 6,5 mm

RaL: cs= 7,5 mm


0.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.90

0.10 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19

RaL

[μ

m]

jL [mm]

RaL: cs= 5,5 mm

RaL: cs= 6,5 mm

RaL: cs= 7,5 mm



[39]

Tab. 6.4. Rezultate experimentale ale parametrului RaL la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jL şi gc=5 mm


Model matematic R2

cs = 5,5 mm RaL = -49,43jL2 + 18,88jL – 0,944 R2= 0,967

cs = 6,5 mm RaL = -51,45jL2 + 19,56jL – 1,053 R2= 0,984

cs = 7,5 mm RaL = -33,24jL2 + 14,25jL – 0,754 R2= 0,969

Fig.6.4. Dependenţa valorii rugozităţii, RaL, de jocul jL dintre elementele active, la ştanţarea coliviilor cu cs=5,5 mm



În concluzie odată cu creşterea jocului dintre elementele active jL şi a grosimii

semifabricatului coliviei valoarea parametrului de rugozitate RaL va creşte iar odată cu creşterea

cursei de ştanţare valoarea parametrului de rugozitate RaL va scădea.


rugozității suprafeței laterale RaL

Rezultatele experimentale obținute în urma procesului de ștanțare a ferestrelor coliviei.

Utilizând modelul matematic particularizat, relaţia 5.10, propus în subcapitolul 5.4, şi rezultatele

experimentale obţinute pentru parametrul de rugozitate RaL, pe baza relaţiilor de calcul pentru

determinarea valorilor mediei generale, a efectelor medii ale factorilor şi a interacţiunilor dintre

0.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.90

0.10 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19

RaL

[μ

m]

jL [mm]

RaL: gc= 3,5 mm

RaL: gc= 4 mm

RaL: gc= 5 mm

Poly. (RaL: gc= 3,5 mm)

0.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.90

0.10 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19

RaL

[μ

m]

jL [mm]

RaL: gc= 3,5 mm

RaL: gc= 4 mm

RaL: gc= 5 mm


0.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.90

0.10 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19

RaL

[μ

m]

jL [mm]

RaL: gc= 3,5 mm

RaL: gc= 4 mm

RaL: gc= 5 mm



[40]

factori, respectând algoritmul de calcul identificat în literatura de specialitate [I1], [P11], s-a obţinut

modelul matematic matricial, prezentat în relaţia 6.1. În vederea unei ierarhizări a influenței

exercitată de fiecare factor asupra variabilei de răspuns, s-au reprezentat grafic efectele parametrilor

de intrare (figura 6.7).

Fig. 6.7. Reprezentarea grafică a influenţei factorilor de intrare asupra rugozităţii suprafeţei laterale (RaL) la ştanţarea

ferestrelor coliviei. Nivele de variaţie: pentru jocul lateral jL 0,11 mm, 0,14 mm şi 0,18 mm, pentru cursa de ştanţare cs, 5,5

mm, 6,5 mm şi 7,5 mm, iar pentru grosimea coliviei gc 3,5 mm, 4 mm şi 5 mm

Rezultatele obţinute în urma aplicării testului Fisher pentru parametrii de intrare şi

interacţiunile dintre aceştia sunt prezentate în tabelul 6.6.

Tab. 6.6. Analiza dispersiei factorilor și a interacțiunilor pentru modelul parametrului RaL.

Parametrul de intrare/

interacțiunea

Dispersia medie a

factorului

Valoarea calculată cu

criteriul Fisher (Fmax)

FT Semnificaţia

gc 0.01573 63.0184

4.46

S

cs 0.03861 154.621 S

jL 0.20844 834.674 S

gc- cs 0.00034 1.3831 N

gc - jL 0.00289 11.5867 S

cs- jL 0.000624 2.5007 N

Dispersia remanentă 0.00249

0,6363 0,04619 0,01091 0,03527

0,06769 0,00463 0,06305 0,16852 0,04114 0,12738

0,03841 0,02459 0,01383

0,00703 0,00497 0,00205

0,03139 0,01

L g

c j

t

g

Ra A

A A

A

961 0,01177

jA

(6.2)

Din analiza reprezentărilor grafice ale parametrilor de intrare se constată că efectul maxim

asupra rugozității suprafeței laterale RaL îl are jocul jL dintre elementele active, urmat de cursa de

ștanțare cs și grosimea coliviei gc.

Valori mici ale rugozității suprefeței laterale RaL se obțin prin utilizarea unor valori mici ale

jocului dintre elementele active, a unor curse de ștanțare mari și a unor grosimi ale semifabricatului

mici.

6.1.3.1. Dependenţe bidimensionale RaL= f(cs, jL)

Tab.6.7. Funcţiile şi coeficienţii de regresie pentru analiza bidimensională a parametrului de rugozitate RaL, atunci

când grosimea coliviei gc este fixată în punctele planului experimental

Funcţia de regresie R2

gc=3,5 mm 2 20,2359 0,2483 15,5945 1,7666 35,1984 0,2932 L s L s L s LRa c j c j c j 2 0,99R

gc=4 mm 2 20,8055 0,1796 27,9403 0,0108 75,7936 0,2466 L s L s L s LRa c j c j c j 2 0,98R

gc=5 mm 2 22,1584 8,0236 34,639 7,6333 96,1269 0,2951 L s L s L s LRa c j c j c j 2 0,946R

0.4

0.6

0.8

1 2 3

RaL

[μ

m]

Nivelul factoului jL

Efect "jL"

0.4

0.6

0.8

1 2 3

RaL

[μm

]Nivelul factorului cs

Efect "cs"

0.4

0.6

0.8

1 2 3

RaL

[μm

]

Nivelul factorului gc

Efect "gc"


[41]

6.1.3.2. Dependenţe bidimensionale RaL= f(gc, jL)


când cursa de ştanţare cs este fixată în punctele planului experimental


cs=5,5mm 2 25,2433 2,4839 4,3372 0,2846 25,9195 0,9816 L c L c L c LRa g j g j g j 2 0,97R

cs =6,5 mm 2 22,0567 0,3952 20,0744 3,4201 52,9946 0,1478 L c L c L c LRa g j g j g j 2 0,996R

cs =7,5 mm 2 21,3276 0,1339 17,7438 1,2966 52,5013 0,2619 L c L c L c LRa g j g j g j 2 0,97R

6.1.3.3. Dependenţe bidimensionale RaL= f(gc, cs)


când jocul jL dintre elementele active este fixat în punctele planului experimental


jL=0,11mm 2 20,9736 0,1655 0,2186 1,5555 1,4166 3,9285 L c s c s c sRa g c g c g c 2 0,936R



În concluzie putem afirma că cei trei parametri folosiți au o influență importantă asupra

rugozității suprafeței laterale a ferestrei coliviei din tablă metalică. Influența cea mai mare din

analiza tuturor suprafețelor rezultate, pe baza valorilor obținute, o exercită jocul jL dintre elementele

active, urmat de cursa de ştanţare şi grosimea semifabricatului coliviei. Ceea ce înseamnă că pentru

valoarea cea mai mică a jocului jL dintre elementele active vom obține cea mai bună rugozitatea a

suprafeței laterale a ferestrei. Analiza dependenţelor bidimensionale, pe lângă faptul că evidenţiază

ierarhia influenţei parametrilor de intrare asupra stării suprafeţei laterale, evaluată prin parametrul

calitate RaL vine să demonstreze corectitudinea analizei influenţei singulare a celor trei parametri de

intrare prezentată în subcapitolul anterior.

6.2.1. Influența jocului jH dintre elementele active, asupra rugozităţii de la baza

suprafeţelor ferestrelor coliviei, RaB

Analiza datelor experimentale şi evidenţierea dependenţelor parametrului studiat de

parametrul de intrare a presupus prelucrarea statistică a datelor experimentale, obţinerea tipului

modelului matematic ca funcţie de regresie, a coeficienţilor funcţiei model pentru diferitele

combinaţii ale valorilor grosimii coliviei şi a cursei de ştanţare, respectiv analiza comparativă

privind modul de influenţă a jocului jH dintre elementele active asupra parametrului de rugozitate

RaB, în situaţiile cercetate. . În tabelele 6.9, 6.10, 6.11, sunt prezentate modelele matematice

determinate sub forma unor funcţii de tip polinomial şi valorile coeficientului de regresie R2.

Tab. 6.11. Rezultate ale parametrului RaB la ştanţarea ferestrelor cu joc, jH şi gc=3,5 mm


Model matematic R2

cs = 5,5 mm RaB = 171,4jH2 – 186,4jH + 52,11 R2= 0,943

cs = 6,5 mm RaB = 170,7jH2 – 185,7jH +51,84 R2= 0,910

cs = 7,5 mm RaB = 119,5jH2 – 129,3jH + 36,46 R2= 0,892

Tab. 6.12. Rezultate experimentale ale parametrului RaB la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jH şi gc=4 mm


Model matematic R2

cs = 5,5 mm RaB = 155,5 jH2- 170 jH + 47,86 R2= 0,882

cs = 6,5 mm RaB = 133,5 jH 2 -143,5 jH +39,81 R2= 0,879

cs = 7,5 mm RaB = 129,6 jH 2 -138,4 jH +38,25 R2= 0,969


[42]

Tab. 6.13. Rezultate experimentale ale parametrului RaB la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jH şi gc=5 mm


Model matematic R2

cs = 5,5 mm RaB = 97,52 jH2 - 106,2jH +30,38 R2= 0,941

cs = 6,5 mm RaB = 93,89 jH 2 - 99,8 jH + 27,88 R2= 0,970

cs = 7,5 mm RaB = 152,2 jH 2 -165,2 jH +46,29 R2= 0,944

În concluzie putem afirma faptul că jocul jH dintre elementele active este un parametru de

intrare important ce poate influenţa parametrul de rugozitate RaB. Se va obţine cea mai bună calitate

a suprafeţei ştanţate atunci când toţi cei trei parametrii de intrare vor avea următoarele valori: jocul

jH dintre elementele active 0,54 mm, grosimea semifabricatului coliviei 4 mm şi cursa de ştanţare

6,5 mm.


rugozităţii de la baza suprafeţelor ferestrelor coliviei, RaB

Utilizând acelaşi model de analiză ca în cazul parametrului analizat în cadrul

subcapitolului 6.1.2 s-a obţinut modelul matematic matricial, prezentat în relaţia 6.4. În vederea

unei ierarhizări a influenței exercitată de fiecare factor asupra variabilei de răspuns, s-au reprezentat

grafic efectele parametrilor de intrare, figura 6.24.

Fig. 6.24. Reprezentarea grafică a influentei factorilor de intrare asupra rugozităţii de la baza suprafeţelor ferestrelor

coliviei, RaB, la ştanţarea ferestrelor coliviei. Nivele de variaţie: pentru jocul jH : 0,51 mm, 0,54 mm şi 0,58 mm, pentru cursa de ştanţare cs, 5,5 mm, 6,5 mm şi 7,5 mm, iar pentru grosimea coliviei gc 3,5 mm, 4 mm şi 5 mm

În vederea stabilirii parametrilor şi interacţiunilor cu efecte semnificative pentru valorile

obținute s-a calculat valoarea criteriului Fisher. Rezultatele obţinute în urma aplicării testului Fisher

pentru parametrii de intrare şi interacţiunile dintre aceştia sunt prezentate în tabelul 6.15.

Tab. 6.15. Analiza dispersiei factorilor și a interacțiunilor pentru parametrul de rugozitate RaB.


interacțiunea

Dispersia medie a

factorului

Valoarea calculată

cu criteriul Fisher (Fmax)

FT Semnificaţia

gc 0,02949 9,926

4.46

S

cs 0,07291 24,5395 S

jH 0,16803 56,5516 S

gc- cs 0,00328 0,8281 N

gc - jH 0,00359 0,9083 N

cs- jH 0,01917 4,8410 S

Dispersia remanentă 0.00297

Păstrând doar efectele semnificative identificate în tabelul 6.15. modelul matematic matriceal

a luat următoarea formă:

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1 2 3

RaB

[µm

]

Nivelul factorului jH

Efect jH

1.2

1.4

1.6

1 2 3

RaB

[µ

m]

Nivelul factorului cs

Efect cs

1.2

1.4

1.6

1 2 3

RaB

[µ

m]


Efect gc


[43]

1,46853 0,02652 0,06569 0,03917

0,066 0,10252 0,03652 0,03971 0,15209 0,11238

0,00405 0,06796 0,06365

0,02368 0,0793 0,05561

0,01964

c

s L

s

B g

c j

t

c

Ra A

A A

A

0,01160 0,00803

LjA

(6.4)


asupra rugozităţii de la baza suprafeţelor ferestrelor coliviei RaB îl are jocul jH dintre elementele

active urmat de cursa de ștanțare cs și grosimea coliviei gc. Un efect mai slab în comparație cu

efectele parametrilor de intrare o are interacțiunea dintre cursa de ștanțare cs și jocul jH dintre

elementele active. Interacțiunea cu efect semnificativ asupra parametrului RaB corespunde factorilor

cu efectul cel mai puternic. În ansamblu efectul interacțiunii se constată că este mult mai slab decât

efectele factorilor luați în considerare. Cu toate că cea mai mare influență o are jocul jH dintre

elementele active, din analiza efectuată asupra efectelor factorilor și a valoarilor calculate cu

criteriul Fisher, se constată că toți cei trei parametri influențează parametrul de rugozitate RaB într-

un punct de minim identificat în intervalul de valori luat în studiu. Analiza efectelor factorilor și a

interacțiunilor din aceștia confirmă cercetările efectuate la subcapitolul anterior.


asupra rugozității suprafeţelor de la baza ferestrelor coliviei RaB

6.2.3.1. Dependenţe bidimensionale RaB= f(cs, jH)

Tab.6.16. Funcţiile şi coeficienţii de regresie pentru analiza bidimensională a parametrului de rugozitate RaB, atunci

când grosimea semifabricatului colivie gc este fixată în punctele planului experimental


gc=3,5 mm 2 254,7567 1,9514 182,6674 0,244 169,6031 0,1851 B s H s H s HRa c j c j c j 2 0,931R

gc=4 mm 2 264,1855 3,1852 194,4487 0,1709 169,7857 1,6975 B s H s H s HRa c j c j c j 2 0,886R

gc=5 mm 2 254,4217 2,4633 181,5474 0,171 164,9206 0,4466 B s H s H s HRa c j c j c j 2 0,841R

6.2.3.2. Dependenţe bidimensionale RaB= f(gc, jH)


când cursa de ştanţare cs este fixată în punctele planului experimental


cs=5,5mm 2 233,0693 0,5411 112,2078 9,5555 104,9206 0,4727 B c H c H c HRa g j g j g j 2 0,859R

cs =6,5 mm 2 292,1333 2,8913 313,271 0,2388 282,8174 1,5577 B c H c H c HRa g j g j g j 2 0,983R

cs =7,5 mm 2 277,7006 28,405 184,767 7,1606 164,9206 3,2849 B c H c H c HRa g j g j g j 2 0,899R

6.2.3.3. Dependenţe bidimensionale RaB= f(gc, cs)


când jocul jH dintre elementele active este fixat în punctele planului experimental


jH=0,51 mm 2 212,4414 2,6232 1,6729 0,2853 0,1183 2,6857 B c s c s c sRa g c g c g c 2 0,755R




rugozității suprafeței laterale a ferestrei coliviei din tablă metalică. Influența cea mai mare din

analiza tuturor reprezentărilor grafice ale suprafeţelor de răspuns pentru cele trei modelele rezultate


[44]

şi pe baza valorilor obținute, o are jocul jH dintre elementele active, urmat de cursa de ştanţare cs şi

grosimea semifabricatului coliviei gc. Ceea ce indică faptul că valoarea de 0,54 mm a jocului jH

dintre elementele active va duce la obţinerea unei suprafaţe cu rugozitatea minimă.

6.3. Cercetărilor experimentale privind influenţa parametrilor de intrare asupra

înălţimii bavurii , BÎ

6.3.1. Influența jocului jL dintre elementele active, asupra înălţimii bavurii, BÎ

În urma ștanțării o parte din colivii rezultă cu o bavură neregulată pe marginea ferestrei

ștanțate. Mărimea bavurii este unul dintre parametrii, calitativi, importanți pentru operația de

ștanțare precum și pentru calitatea ferestrelor coliviei. Ca urmare se pune problema măsurării

bavurii şi evaluării influenţii celor trei parametri de intrare în proces. Analiza influenţei jocului

dintre elementele active asupra înălţimii bavurii s-a făcut cu luarea în considerare a celor 25 de

valori măsurate pentru jocul lateral al coliviei ( jL ). Valorile considerate ca date experimentale

pentru parametrul de calitate BÎ, în cazul jocurilor cu aceeaşi valoare, reprezintă media tuturor

valorile măsurate pentru aceeaşi valoare de joc.

Tab. 6.20. Rezultate ale parametrului BÎ la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jL şi gc=3,5 mm


Model matematic R2

cs = 5,5 mm BÎ = 39,46 jL 2 – 8,616 jL + 0,935 R2= 0,987

cs = 6,5 mm BÎ = 31,30 jL 2 – 6,266 jL +0,75 R2= 0,991

cs = 7,5 mm BÎ = 47,03 jL 2 – 10,54 jL + 0,973 R2= 0,986

Tab. 6.21. Rezultate ale parametrului BÎ la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jL şi gc=4 mm


Model matematic R2

cs = 5,5 mm BÎ = -22,47 jL 2+9,709 jL – 0,255 R2= 0,923

cs = 6,5 mm BÎ = -3,393 jL 2 +3,6995 jL – 0,168 R2= 0,966

cs = 7,5 mm BÎ = -32,42 jL 2 + 12,13 jL – 0,467 R2= 0,994

Tab. 6.22. Rezultate ale parametrului BÎ la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jL şi gc=5 mm


Model matematic R2

cs = 5,5 mm BÎ = -31,96 jL2 + 11,69 jL – 0,312 R2= 0,96

cs = 6,5 mm BÎ = -34,54 jL 2 + 12,48 jL – 0,395 R2= 0,977

cs = 7,5 mm BÎ = -10,45 jL 2 + 5,56 jL + 0,029 R2= 0,988

În urma analizei datelor experimentale, a reprezentărilor grafice şi a rezultatelor obţinute mai

sus, reiese valoarea de 7,5 a cursei de ştanţare ca fiind valoare optimă pentru obţinerea unei ferestre

de colivie cu bavura cea mai mică. Din analiza informaţiilor prezentate anterior putem spune că

pentru toate cele trei cazuri analizate cea mai mică valoarea a parametrului studiat s-a obţinut atunci

când grosimea coliviei a avut cea mai mică valoare, adică 3,5 mm.

În concluzie putem afirma că odată cu creşterea jocului jL dintre elementele active şi a

grosimii semifabricatului coliviei valoarea înălţimii bavurii va creşte iar odată cu creşterea cursei de

ştanţare valoarea acesteia va scădea.


înălţimii bavurii , BÎ

Pentru analiza influenței parametrilor de intrare asupra înălţimea bavurii , BÎ, s-a folosit

planul experimental factorial complet 33.


[45]

0.48

0.53

0.58

0.63

0.68

1 2 3

Înăl

ţim

ea

Bav

uri

i BÎ …

Nivelul factorului jL

Efect j

0.48

0.53

0.58

0.63

0.68

1 2 3În

ălţi

me

aB

avu

rii B

Î…Nivelul factorului cs

Efect c

0.48

0.58

0.68

1 2 3

Înăl

ţim

ea

Bav

uri

i BÎ…


Efect g

Rezultatele experimentale obținute în urma procesului de ștanțare a ferestrelor coliviei sunt

media a două determinări realizate în condiţii identice. Utilizând acelaşi model de analiză ca în

cazul parametrului analizat în cadrul subcapitolului 6.1.2 s-a obţinut modelul matematic matricial,

prezentat în relaţia 6.6. În vederea unei ierarhizări a influenței exercitată de fiecare factor asupra

variabilei de răspuns, s-au reprezentat grafic efectele parametrilor de intrare, figura 6.41.

Fig. 6.41. Reprezentarea grafică a influenţei factorilor de intrare asupra înălţimii bavurii , BÎ, la ştanţarea ferestrelor

coliviei. Nivele de variaţie: pentru jocul jL : 0,11 mm, 0,14 mm şi 0,18 mm, pentru cursa de ştanţare cs, 5,5 mm, 6,5 mm şi

7,5 mm, iar pentru grosimea coliviei gc 3,5 mm, 4 mm şi 5 mm


interacţiunile dintre aceştia sunt prezentate în tabelul 6.24. Tab. 6.24. Analiza dispersiei factorilor și a interacțiunilor pentru înălţimea bavurii BÎ.


interacțiunea

Dispersia medie a

factorului

Valoarea calculată


FT Semnificaţia

gc 0,030281 563,862

4.46

S

cs 0,015781 293,862 S

jL 0,08721 1624 S

gc- cs 0,0000255 0,4827 N

gc - jL 0,00034 4,8275 S

cs- jL 0,00016 2,3448 N

Dispersia remanentă 0,0000537

0,6062 0,0651 0,0192 0,0459

0,0392 0,0048 -0,044 0,1074 0,0214 0,0859

0,0070 0,0007 0,0062

0,0014 0,0037 0,0051

0,0085 0,0029 0,0114

c

s L

c

gÎ

c j

t

g

B A

A A

A

LjA

(6.6)


a luat următoarea formă din relaţia 6.6.


asupra înălţimii bavurii BÎ îl are jocul jL dintre elementele active, urmat de grosimea coliviei gc și de

cursa de ștanțare cs.Dintre interacţiunile factorilor de influenţă, efect semnificativ s-a înregistrat

pentru interacţiunea dintre jocul jL dintre elementele active și grosimea coliviei gc, efectul ei fiind

mai slab în comparaţie cu efectele factorilor. Efectul semnificativ al acestei interacţiuni poate fi pus

în legătură cu faptul că în fenomenul procesului de forfecare, jocul dintre elementele active, ca

parametru de proces este dependent de grosimea semifabricatului.

În ansamblu efectele interacțiuniilor se constată că sunt mult mai slabe decât efectele

factorilor luați în considerare. Valori mici ale înălţimii bavurii se obțin prin utilizarea unor valori

mici ale jocului jL dintre elementele active, a unor curse de ștanțare mari și a unor grosimi ale


[46]

semifabricatului coliviei mici. Analiza efectelor factorilor și a interacțiunilor din aceștia confirmă

cercetările efectuate la subcapitolul anterior.

6.3.3.1. Dependenţe bidimensionale BÎ = f (cs, jL)

Analiza datelor experimentale a oferit posibilitatea obținerii unor forme matematice pentru

relaţia de corespondenţă bidimensională între înălţimea bavurii BÎ, obţinută în urma ştanţării

ferestrelor coliviei şi factorii de intrare cursa de ştanţare cs şi jocul jL dintre elementele active, pentru

fiecare grosime de tablă din programul experimental. În urma analizei datelor obţinute, respectiv

pentru grosimile 3,5 mm, 4 mm şi 5 mm au rezultat suprafeţele prezentate în figurile de mai jos.

Fig.6.43. Suprafaţa de răspuns a

modelului BÎ=f(cs, jL)pentru gc=3,5mm


modelului BÎ = f(cs, jL) pentru gc=4 mm


modelului BÎ = f(cs, jL) pentru gc=5 mm

6.3.3.2. Dependenţe bidimensionale BÎ = f (gc, jL)

Dependenţele bidimensionale, ale înălţimii bavuri BÎ pentru ferestrele coliviilor prelucrate

prin ştanţate au presupus fixarea cursei de ştanţare cs la valorile de 5,5 mm, 6,5 mm şi 7,5 mm şi

prelucrarea rezultatelor experimentale în funcţie de ceilalţi doi parametri de intrare, grosimea

coliviei gc respectiv jocul jL dintre elementele active.

Fig.6.46. Suprafaţa de răspuns a modelului BÎ = f (gc, jL) pentru

cs=5.5mm

Fig.6.47. Suprafaţa de răspuns a modelului BÎ = f(gc, jL) pentru cs = 6.5

mm

Fig.6.48. Suprafaţa de răspuns a modelului BÎ = f(gc, jL) pentru cs =7.5

mm

6.3.3.3. Dependenţe bidimensionale BÎ = f (gc, cs)

Dependenţele bidimensionale, ale înălţimii bavurii pentru ferestrele coliviilor prelucrate prin

ştanţate au presupus fixarea jocului jL dintre elementele active la valorile de 0,11 mm, 0,14 mm şi

0,18 mm şi prelucrarea rezultatelor experimentale în funcţie de ceilalţi doi parametri de intrare,gc

respectiv cs.

Fig.6.49. Suprafaţa de răspuns a modelului BÎ = f(gc, cs)pentru

jL=0,11mm

Fig.6.50. Suprafaţa de răspuns a modelului BÎ = f (gc, cs)pentru jL=0,14

mm

Fig.6.51. Suprafaţa de răspuns a modelului BÎ = f(gc, cs) pentru

jL=0,18mm


[47]

Din analiza suprafeţelor prezentate în figurile 6.49, 6.50, 6.51 putem formula concluzia că

înălţimea bavurii are cea mai mică valoare în cazul ştanţării coliviilor cu joc de 0,11 mm, concluzie

validată şi de coeficientul de regresie al modelului matematic aferent suprafeţei obţinute şi

prezentate în figura 6.49.


înălţimii bavurii ferestrei coliviei din tablă metalică. Influența cea mai mare din analiza tuturor

suprafețelor rezultate, pe baza valorilor obținute, este exercitată de jocul jL dintre elementele active,

urmat de grosimea semifabricatului coliviei gc şi cursa de ştanţare cs. Ceea ce înseamnă că atunci

când jocul jL dintre elementele active şi grosimea coliviei gc vor avea valoarea minimă de 0,11

respectiv 3,5 iar valoarea cursei de ştanţare va fi de 7,5 mm vom obține cea mai mică bavură a

ferestrei coliviei.



6.4.1. Influența jocului dintre elementele active jH, asupra abaterii de la înălţimea

ferestrelor coliviei, AHf

Analiza datelor experimentale şi evidenţierea dependenţelor parametrului studiat faţă de

parametrul de intrare a presupus, prelucrarea statistică a datelor experimentale, obţinerea tipului

modelului matematic ca funcţie de regresie, a coeficienţilor funcţiei model pentru diferitele

combinaţii ale valorilor grosimii coliviei şi a cursei de ştanţare, respectiv analiza comparativă

privind modul de influenţă a parametrului de intrare jH asupra parametrului de rugozitate AHf, în

situaţiile cercetate. În acest sens, în tabelele 6.27, 6.28, 6.29, sunt prezentate modelele matematice

determinate sub forma unor funcţii de tip polinomial şi valorile coeficientului de regresie R2

pentru

dependenţa parametrului de precizie AHf de jocul jH dintre elementele active, pentru cele trei grosimi

de semifabricat..

Tab. 6.29. Rezultate experimentale ale parametrului AHf la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jH şi gc=3,5 mm


Model matematic R2

cs = 5,5 mm AHf = -4,69 jH2 + 6,415jH – 1,939 R2= 0,961

cs = 6,5 mm AHf = 10,35 jH2 – 10,4 jH +2,822 R2= 0,99

cs = 7,5 mm AHf = 5,777 jH2 – 5,538 jH + 1,534 R2= 0,877

Tab. 6.30. Rezultate experimentale ale parametrului AHf la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jH şi gc=4 mm


Model matematic R2

cs = 5,5 mm AHf = -2,077 jH2+ 3,24 jH – 1,03 R2= 0,976

cs = 6,5 mm AHf = 1,647 jH 2 -0,972 jH +0,245 R2= 0,916

cs = 7,5 mm AHf = 24,65 jH 2 -26,15 jH +7,125 R2= 0,97

Tab. 6.31. Rezultate experimentale ale parametrului AHf la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jH şi gc=5 mm


Model matematic R2

cs = 5,5 mm AHf = -11,67 jH2 + 14,13jH -4,134 R2= 0,945

cs = 6,5 mm AHf = 1,637 jH 2 – 0,886 jH + 0,130 R2= 0,936

cs = 7,5 mm AHf = -6,327 jH 2 + 8,120 jH -2,331 R2= 0,957

În concluzie, reiese faptul că odată cu creşterea jocului indiferent de grosimea coliviei

parametrul de precizie, abaterea de la înălţimea ferestrei va înregistra o creştere. Cursa de ştanţare

optimă pentru obţinerea unei ferestre de colivie cu abaterea dimensională cea mai mică este cursa de

ştanţre cu valoarea de 5,5 mm. Putem afirma că jocul jH dintre elementele active este un parametru


[48]

de intrare important ce poate influenţa abaterea de la înălţimea ferestrei AHf. Se va obţine cea mai

bună calitate şi precizie a înălţimii ferestrei ştanţate atunci când toţi cei trei parametrii de intrare vor

avea următoarele valori simultan: jH = 0,51 mm, gc = 5 mm şi cs = 5,5 mm.




media a două determinări realizate în condiţii identice. Utilizând acelaşi model de analiză ca în

cazul parametrului analizat în cadrul subcapitolului 6.1.2 s-a obţinut modelul matematic matricial,

prezentat în relaţia 6.8. În vederea unei ierarhizări a influenței exercitată de fiecare factor asupra

variabilei de răspuns, s-au reprezentat grafic efectele parametrilor de intrare (figura 6.58).

Fig. 6.58. Reprezentarea grafică a influenţei factorilor de intrare asupra abaterii de la înălţimea ferestrei coliviei, AHf, la

ştanţarea ferestrelor coliviei. Nivele de variaţie: pentru jocul jH : 0,51 mm, 0,54 mm şi 0,58 mm, pentru cursa de ştanţare

cs, 5,5 mm, 6,5 mm şi 7,5 mm, iar pentru grosimea coliviei gc 3,5 mm, 4 mm şi 5 mm




Tab. 6.33. Analiza dispersiei factorilor și a interacțiunilor pentru AHf .


interacțiunea

Dispersia medie a

factorului

Valoarea calculată


FT Semnificaţia

gc 0,01035 224,36

4.46

S

cs 0,02416 523,47 S

jH 0,01262 273,50 S

gc- cs 0,00143 31,05 S

gc - jH 0,00014 3,05 N

cs- jH 0,00026 5,84 S



a luat următoarea formă:

0,1873 0,0329 0,0018 -0,0348

0,0572 0,0135 0,0436 0,0424 0,0139 0,0284

0,0063 0,0137 0,02002

0,0088 0,0107 0,0019

0,0024 0,0244

c

s L

c

Hf g

c j

t

g

A A

A A

A

0,0219

0,0114 0,0013 0,0101

0,0065 0,0001 0,0063

0,0049 0,0011 0,0037

s

s L

c

t

c j

A

A A

(6.8)


asupra înălţimii ferestrelor coliviei AHf o are cursa de ștanțare cs, urmat de jocul dintre elementele

0.10.120.140.160.18

0.20.220.24

1 2 3

AH

f[m

m]


Efect jH media

0.10.120.140.160.18

0.20.220.24

1 2 3

AH

f [m

m]


Efect cs media

0.10.120.140.160.18

0.20.220.24

1 2 3

AH

f [m

m]


Efect gc media


[49]

active jH și grosimea coliviei gc. Un efect mai slab în comparație cu efectele parametrilor de intrare

o au și interacțiunile dintre grosimea coliviei gc şi cursa de ștanțare cs , şi cea dintre cursa de ștanțare

cs și jocul jH dintre elementele active. Interacțiunile cu efect semnificativ asupra abaterii AHf

corespund factorului cu efectul cel mai puternic. În ansamblu efectele interacțiuniilor se constată că

sunt mult mai slabe decât efectele factorilor luați în considerare. Valori mici ale abaterii de la

înălţimea ferestrei se obțin prin utilizarea unor valori mici ale jocului dintre elementele active, a

unor curse de ștanțare mici și a unor grosimi ale semifabricatului coliviei mari. Analiza efectelor

factorilor și a interacțiunilor din aceștia confirmă cercetările efectuate la subcapitolul anterior.


asupra abaterii de la înălţimea ferestrelor coliviei, AHf

6.4.3.1. Dependenţe bidimensionale AHf= f (cs, jH)

Tab.6.34. Funcţiile şi coeficienţii de regresie pentru analiza bidimensională a parametrului AHf, atunci când grosimea

coliviei gc este fixată în punctele planului experimental


gc=3,5 mm 2 213,6868 0,4164 44,7609 0,0018 38,5515 0,2575 Hf c H c H c HA g j g j g j 2 0,991R

gc=4 mm 2 213,0582 0,3639 42,5601 0,00201 36,833 0,1341 Hf c H c H c HA g j g j g j 2 0,997R

gc=5 mm 2 20,9056 0,4695 3,888 0,0023 6,4166 0,2131 Hf c H c H c HA g j g j g j 2 0,983R

6.4.3.2. Dependenţe bidimensionale AHf= f(gc, jH) Tab.6.35. Funcţiile şi coeficienţii de regresie pentru analiza bidimensională a parametrului AHf, atunci când cursa de

ştanţare cs este fixată în punctele planului experimental


cs=5,5mm 2 26,2844 0,5738 27,0422 0,0044 24,619 0,2674 Hf c H c H c HA g j g j g j 2 0,989R

cs =6,5 mm 26,0649 0,007 23,3158 20,63 Hf c H HA g j j 2 0,997R

cs =7,5 mm 2 25,2926 0,2253 21,2952 0,00089 19,65 0,2432 Hf c H c H c HA g j g j g j 2 0,966R

6.4.3.3. Dependenţe bidimensionale AHf = f (gc, cs) Tab.6.36. Funcţiile şi coeficienţii de regresie pentru analiza bidimensională a parametrului AHf, atunci când jocul jH

dintre elementele active este fixat în punctele planului experimental


jH=0,51 mm 2 20,987 0,1229 0,4075 0,00003 0,003 0,0106 Hf c s c s c sA g c g c g c 2 0,978R



Influența cea mai mare din analiza tuturor suprafețelor rezultate, pe baza valorilor obținute,

este exercitată de cursa de ştanţare, urmată de jocul jH dintre elementele active şi grosimea

semifabricatului coliviei. Ceea ce înseamnă că, pentru valoarea de 5,5 mm a cursei de ştanţare, 5

mm pentru grosimea coliviei şi 0,51 mm pentru valoarea jocului jH dintre elementele active vom

obține cea mai mică abatere dimensională de la înălţimea ferestrei.



6.5.1. Influența jocului jL dintre elementele active, asupra abaterii de la lăţimea

ferestrelor coliviei, AWf

Analiza influenţei jocului dintre elementele active asupra abaterii de la lăţimea ferestrelor

coliviei s-a făcut cu luarea în considerare a celor 25 de valori măsurate pentru jocul pe lăţimea

coliviei (jL). Datele experimentale pentru parametrul de calitate şi precizie AWf, în cazul jocurilor cu

aceeaşi valoare, reprezintă media tuturor valorilor măsurate pentru aceeaşi valoare de joc. Abaterea


[50]

lăţimii ferestrelor coliviei de la valoarea determinată prin intermediul algoritmului matematic

prezentat în capitoul subcapitolul 3.2 a fost obţinută prin diferenţa dintre valoarea măsurată, pentru

fiecare fereastră de colivie în parte, şi valoarea determinată teoretic.

Analiza datelor experimentale şi evidenţierea dependenţelor abaterii de la lăţimea ferestrei

faţă de jocul jL dintre elementele active a presupus, ca şi în cazul celorlalţi parametri analizaţi,

prelucrarea statistică a datelor experimentale, obţinerea tipului modelului matematic ca funcţie de

regresie, a coeficienţilor funcţiei model pentru diferitele combinaţii ale valorilor grosimii coliviei şi

a cursei de ştanţare, respectiv analiza comparativă privind modul de influenţă a parametrului de

intrare jL asupra abaterii de la lăţimea ferestrelor coliviei AWf, în situaţiile cercetate.

În acest sens, în tabelele 6.36, 6.37, 6.38, sunt prezentate modelele matematice determinate

sub forma unor funcţii de tip polinomial şi valorile coeficientului de regresie R2.

Tab. 6.38. Rezultate experimentale ale parametrului AWf la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jL şi gc=3,5 mm


Model matematic R2

cs = 5,5 mm AWf =2,965 jL2 – 0,613 jL + 0,093 R2= 0,900

cs = 6,5 mm AWf = 3,3 jL2 – 0,72 jL + 0,108 R2= 0,908

cs = 7,5 mm AWf = 1,469 jL2 – 0,16 jL + 0,069 R2= 0,933

Tab. 6.39. Rezultate experimentale ale parametrului AWf la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jL şi gc=4 mm


Model matematic R2

cs = 5,5 mm AWf = –1,745 jL2 + 0,671 jL + 0,003 R2= 0,908

cs = 6,5 mm AWf = –1,459 jL2 + 0,567 jL + 0,018 R2= 0,898

cs = 7,5 mm AWf = –1,663 jL2 + 0,66 jL + 0,011 R2= 0,982

Tab. 6.40. Rezultate experimentale ale parametrului AWf la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jL şi gc=5 mm


Model matematic R2

cs = 5,5 mm AWf = 0,936 jL2 – 0,096 jL + 0,052 R2= 0,883

cs = 6,5 mm AWf = 2,913 jL2 – 0,655 jL + 0,096 R2= 0,922

cs = 7,5 mm AWf = 2,141 jL2 – 0,416 jL + 0,081 R2= 0,861

În concluzie, putem afirma că odată cu creşterea jocului jL dintre elementele active,

indiferent de grosimea coliviei, abaterea de la lăţimea ferestrei va creşte, iar valoarea de 5,5 mm a

cursei de ştanţare poate fi considerată drept valoarea optimă pentru obţinerea unei lăţimi a ferestrei

de colivie cu abaterea dimensională minimă. Se va obţine cea mai bună calitate şi precizie a lăţimii

ferestrei ştanţate atunci când toţi cei trei parametrii de intrare vor avea următoarele valori: jL = 0,11

mm, gc = 5 mm şi cs = 5,5 mm.



Rezultatele experimentale obținute în urma procesului de ștanțare a ferestrelor coliviei,

prezentate în tabelul 6. 41 sunt media a două determinări realizate în condiţii identice. Utilizând

acelaşi model de analiză ca în cazul parametrilor analizaţi în cadrul subcapitolelor anterioare s-a

obţinut modelul matematic matricial, prezentat în relaţia 6.10. În vederea unei ierarhizării influenței

exercitată de fiecare factor asupra variabilei de răspuns, s-au reprezentat grafic efectele parametrilor

de intrare (figura 6.75).


[51]

Fig. 6.75. Reprezentarea grafică a factorilor de intrare asupra abaterii de la lăţimea ferestrei coliviei, AWf, la ştanţarea

ferestrelor coliviei. Nivele de variaţie: pentru jocul jL : 0,11 mm, 0,14 mm şi 0,18 mm, pentru cursa de ştanţare cs, 5,5 mm, 6,5 mm şi 7,5 mm, iar pentru grosimea coliviei gc 3,5 mm, 4 mm şi 5 mm




Tab. 6.42. Analiza dispersiei factorilor și a interacțiunilor pentru AWf.


interacțiunea

Dispersia medie a

factorului

Valoarea calculată

cu criteriul FisWer (Fmax)

FT Semnificaţia

gc 0,00026 387,73

4.46

S

cs 0,00019 278,38 S

jL 0,00046 668,31 S

gc- cs 0,00000074 1,0766 N

gc - jL 0,000011 16,8023 S

cs- jL 0,0000075 1,0912 N



din relația 6.9. a luat următoarea formă:

0,0687 0,0059 0,0010 0,0048

0,0051 0,0013 0,0037 0,0070 0,0002 0,0072

0,001 0,00075 0,0018

0,00026 0,0018 0,0021

0,0008 0,001

c

s L

c

Wf g

c j

t

g

A A

A A

A

1 0,00034

LjA

(6.10)


asupra lăţimii ferestrelor coliviei AWf îl exercită jocul jL dintre elementele active urmat de grosimea

coliviei gc şi cursa de ștanțare cs. Un efect mai slab în comparație cu efectele parametrilor de intrare

o are interacțiunea dintre grosimea coliviei gc şi jocul jL dintre elementele active. Interacțiunea cu

efect semnificativ asupra abaterii de la ănălţimea ferestrei AWf corespunde factorilor cu efectul cel

mai puternic. În ansamblu efectele interacțiuniilor se constată că sunt mult mai slabe decât efectele

factorilor luați în considerare.

Valori minime ale abaterii de la lăţimea ferestrelor coliviei se obțin prin utilizarea unor valori

mici ale jocului jL dintre elementele active şi a cursei de ștanțare și a unor grosimi ale

0.06

0.065

0.07

0.075

0.08

1 2 3

AW

f[m

m]


Efect jL Media

0.06

0.065

0.07

0.075

0.08

1 2 3

AW

f[m

m]


Efect cs Media

0.06

0.07

0.08

1 2 3

AW

f[m

m]


Efect gc


[52]

semifabricatului coliviei mari. Analiza efectelor factorilor și a interacțiunilor din aceștia confirmă

cercetările efectuate la subcapitolul anterior.


asupra abaterii de la lăţimea ferestrelor coliviei, AWf

6.5.3.1. Dependenţe bidimensionale AWf= f (cs, jL) Tab.6.43. Funcţiile şi coeficienţii de regresie pentru analiza bidimensională a parametrului AWf, atunci când grosimea

semifabricatului coliviei gc este fixată în punctele planului experimental


gc=3,5 mm 2 20,054 0,0275 0,1121 0,0018 0,238 0,01 Wf c L c L c LA g j g j g j 2 0,997R

gc=4 mm 2 20,1655 0,043 0,9764 0,0029 2,77 0,0001 Wf c L c L c LA g j g j g j 2 0,996R

gc=5 mm 2 20,027 0,021 0,099 0,0013 0,924 0,0044 Wf c L c L c LA g j g j g j 2 0,993R

6.5.3.2. Dependenţe bidimensionale AWf= f (gc, jL) Tab.6.44. Funcţiile şi coeficienţii de regresie pentru analiza bidimensională a parametrului AWf, atunci când cursa de



cs=5,5mm 2 20,1589 0,0663 0,6055 0,0073 1,043 0,0237 Wf c L c L c LA g j g j g j 2 0,98R

cs =6,5 mm 2 20,1589 0,0564 0,404 0,0053 0,89 0,0198 Wf c L c L c LA g j g j g j 2 0,937R

cs =7,5 mm 2 20,1844 0,0758 0,6694 0,0083 1,124 0,0188 Wf c L c L c LA g j g j g j 2 0,974R

6.5.3.3. Dependenţe bidimensionale AWf = f (gc, cs) Tab.6.45. Funcţiile şi coeficienţii de regresie pentru analiza bidimensională a parametrului AWf, atunci când jocul jL



jL=0,11 mm 2 20,0381 0,0524 0,0407 0,0053 0,0028 0,00015 Wf c s c s c sA g c g c g c 2 0,996R




abaterii de la lăţimea ferestrei AWf. Influența majoră, din analiza tuturor suprafețelor de răspuns, o

are jocul jL dintre elementele active urmat de grosimea semifabricatului coliviei şi cursa de ştanţare.

Ceea ce înseamnă că pentru valorile de 0,11 mm a jocului jL dintre elementele active, 5 mm pentru

grosimea coliviei şi 5,5 mm pentru cursa de ştanţare, vom obține abatere minimă de la lăţimea

ferestrei. Analiza dependenţelor bidimensionale, pe lângă faptul că evidenţiază ierarhia influenţei

parametrilor de intrare asupra preciziei ferestrei ştanţate, evaluată prin parametrul AWf vine să

demonstreze corectitudinea analizei influenţei singulare a celor trei parametri de intrare prezentată

în subcapitolul anterior.



6.6.1. Influența jocului jL dintre elementele active, asupra abaterii de la distanţa dintre

pragurile de reţinere a rolei, ADpr

Analiza datelor experimentale şi evidenţierea dependenţelor abaterii de la distanţa dintre

pragurile de reţinere a rolei faţă de jocul jL dintre elemente active, a presupus prelucrarea statistică a

datelor experimentale, obţinerea tipului modelului matematic ca funcţie de regresie, a coeficienţilor

funcţiei model pentru diferitele combinaţii ale valorilor grosimii coliviei şi a cursei de ştanţare,

respectiv analiza comparativă privind modul de influenţă a jocului jL dintre elemente active asupra

abaterii de la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei ADpr. În acest sensîn tabelele 6.45, 6.46,

6.47, sunt prezentate modelele matematice determinate sub forma unor funcţii de tip polinomial şi


[53]

valorile coeficientului de regresie R2.

Tab. 6.47. Rezultate ale parametrului ADpr la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jL şi gc=3,5 mm


Model matematic R2

cs = 5,5 mm ADpr =–1,387 jL2 + 0,614 jL + 0,033 R2= 0,979

cs = 6,5 mm ADpr = 0,274 jL2 + 0,176 jL + 0,069 R2= 0,955

cs = 7,5 mm ADpr = 0,64 jL2 + 0,053 jL + 0,079 R2= 0,951

Tab. 6.48. Rezultate experimentale ale parametrului ADpr la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jL şi gc=4 mm


Model matematic R2

cs = 5,5 mm ADpr = –3,821 jL2 + 1,273 jL – 0,013 R2= 0,900

cs = 6,5 mm ADpr = –2,094 jL2 + 0,781 jL + 0,026 R2= 0,913

cs = 7,5 mm ADpr = –3,82 jL2 + 1,261 jL – 0,004 R2= 0,912

Tab. 6.49. Rezultate experimentale ale parametrului ADpr la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jL şi gc=5 mm


Model matematic R2

cs = 5,5 mm ADpr = –2,336 jL2 + 0,966 jL – 0,007 R2= 0,959

cs = 6,5 mm ADpr = –0,836 jL2 + 0,463 jL + 0,042 R2= 0,853

cs = 7,5 mm ADpr = 0,961 jL2 – 0,072 jL + 0,082 R2= 0,909

Putem afirma că, odată cu creşterea jocului jL dintre elementele active indiferent de grosimea

semifabricatului coliviei, abaterea de la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei va creşte, iar

cursa de ştanţare optimă pentru obţinerea unei ferestre de colivie cu abaterea dimensională minimă

este cea cu valoarea de 5,5 mm. Analizând pe ansamblu influenţele parametrilor de intrarea asupra

abateri de la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei putem spune că pentru a obţine o valoare cât

mai apropiată de cea teoretică este necesar să se utilizeze colivii cu grosimea de 5 mm. În concluzie

putem jocul jL dintre elementele active este un parametru de intrare important ce poate influenţa

abaterea de la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei ADpr . Se va obţine abaterea de la distanţa

dintre pragurile de reţinere a rolei cu valoarea minimă atunci când toţi cei trei parametrii de intrare

vor avea următoarele valori: jL = 0,11 mm, gc = 5 mm şi cs = 5,5 mm.



Utilizând acelaşi model de analiză ca în cazul parametrilor analizaţi în cadrul subcapitolelor

anterioare s-a obţinut modelul matematic matricial, prezentat în relaţia 6.12. În vederea unei

Fig. 6.92. Reprezentarea grafică a influenţei factorilor de intrare asupra abaterii de la distanţa dintre pragurile de

reţinere a rolei, ADpr, la ştanţarea ferestrelor coliviei. Nivele de variaţie: pentru jocul jL : 0,11 mm, 0,14 mm şi 0,18 mm, pentru cursa de ştanţare cs, 5,5 mm, 6,5 mm şi 7,5 mm, iar pentru grosimea coliviei gc 3,5 mm, 4 mm şi 5 mm

0.080

0.085

0.090

0.095

0.100

1 2 3

AD

pr

[mm

]


Efect jLMedia

0.080

0.085

0.090

0.095

0.100

1 2 3

AD

pr

[mm

]


Efect cs Media

0.080

0.085

0.090

0.095

0.100

1 2 3

AD

pr

]mm

]


Efect gc Media


[54]

ierarhizării a influenței exercitată de fiecare factor asupra abaterii de la distanţa dintre pragurile de

reţinere a rolei, s-au reprezentat grafic efectele parametrilor de intrare, (figura 6.92).


interacţiunile dintre aceştia sunt prezentate în tabelul 6.51.

Tab. 6.51. Analiza dispersiei factorilor și a interacțiunilor pentru abaterea de la

distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei ADpr.


interacțiunea

Dispersia medie a

factorului

Valoarea calculată


FT Semnificaţia

gc 0,000224 107,65

4.46

S

cs 0,000229 109,68 S

jL 0,00045 215,57 S

gc- cs 0,0000023 1,104 N

gc - jL 0,000013 6,281 S

cs- jL 0,0000016 0,797 N




0,0927 0,0052 0,0004 0,0047

0,0057 0,0023 0,0034 0,0071 0,00023 0, 0069

0,000004 0,0014 0,0014

0,0003 0,0022 0,0025

0,00031 0,

c

s L

c

Dpr g

c j

t

g

A A

A A

A

00077 0,001

LjA

(6.12)


asupra abaterii de la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei îl are jocul jL dintre elementele

active urmat de cursa de ștanțare cs şi de grosimea coliviei gc. Un efect mai slab în comparație cu

efectele parametrilor de intrare o are interacțiunea dintre grosimea coliviei gc şi jocul dintre

elementele active jL. Interacțiunea cu efect semnificativ asupra parametrului ADpr corespunde

factorului cu efectul cel mai puternic. În ansamblu efectele interacțiuniilor se constată că sunt mult

mai slabe decât efectele factorilor luați în considerare. Valori minime ale abaterii de la distanţa

dintre pragurile de reţinere a rolei se obțin prin utilizarea unor valori mici ale jocului dintre

elementele active şi a curselor de ștanțare și a unor grosimi ale semifabricatului coliviei mari.


asupra abaterii de la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei, ADpr

6.6.3.1. Dependenţe bidimensionale ADpr= f (cs, jL)

Tab.6.52. Funcţiile şi coeficienţii de regresie pentru analiza bidimensională a parametrului ADpr, atunci când grosimea



gc=3,5 mm 2 20,0806 0,0474 0,0478 0,0034 0,571 0,0161 Dpr c L c L c LA g j g j g j 2 0,984R

gc=4 mm 2 20,1649 0,045 1,2624 0,0031 3,74 0,0024 Dpr c L c L c LA g j g j g j 2 0,99R

gc=5 mm 2 20,1917 0,0637 0,5777 0,0039 0,2579 0,0432 Dpr c L c L c LA g j g j g j 2 0,991R


[55]

6.6.3.2. Dependenţe bidimensionale ADpr= f (gc, jL)

Tab.6.53. Funcţiile şi coeficienţii de regresie pentru analiza bidimensională a parametrului ADpr, atunci când cursa

de ştanţare cs este fixată în punctele planului experimental


cs=5,5mm 2 20,1324 0,0418 0,6056 0,0022 2,242 0,0622 Dpr c L c L c LA g j g j g j 2 0,982R

cs =6,5 mm 2 20,177 0,0601 0,5845 0,0065 1,0433 0,0167 Dpr c L c L c LA g j g j g j 2 0,936R

cs =7,5 mm 2 20,1795 0,0589 0,5274 0,0062 1,0683 0,0025 Dpr c L c L c LA g j g j g j 2 0,937R

6.6.3.3. Dependenţe bidimensionale ADpr = f (gc, cs)

Tab.6.54. Funcţiile şi coeficienţii de regresie pentru analiza bidimensională a parametrului ADpr, atunci

când jocul jL dintre elementele active este fixat în punctele planului experimental


jL=0,11 mm 2 20,0419 0,0544 0,0481 0,0038 0,00401 0,0022 Dpr c s c s c sA g c g c g c 2 0,986R



În concluzie putem afirma influența cea mai mare din analiza tuturor suprafețelor rezultate, o

are jocul jL dintre elementele active urmat de cursa de ştanţare şi de grosimea semifabricatului

coliviei. Înseamnă că pentru jocul jL dintre elementele active cu valoarea de 0,11 mm, valoarea de

5,5 mm pentru cursa de ştanţare, şi valoarea de 5 mm pentru grosimea coliviei vom obține abatere

minimă de la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei.



6.7.1. Influența jocului jH dintre elementele active, asupra abaterii de la lungimea

pragului de reţinere a rolei, ALpr

Modelele matematice rezultate în urma analizei datelor experimentale, care prezintă

coeficientul de determinaţie multiplă cu valoarea cea mai mare, sunt funcţiile polinomiale. Acestea

sunt prezentate în tabelele 6.56, 6.57 şi 6.58 indică faptul că variaţia abaterii de la lungimea pragului

de reţinere a rolei ALpr este descrisă de modelele obţinute pentru dependenţa ALpr = f(jH). Afirmaţia

anterioară are la bază valorile coeficienţilor de determinaţie multiplă R2, pentru cele trei valori ale

curselor de ştanţare.

Tab. 6.56. Rezultate experimentale ale parametrului ALpr la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jH şi gc=3,5 mm


Model matematic R2

cs = 5,5 mm ALpr = 2,471 jH2 – 2,43 jH + 0,756 R2= 0,929

cs = 6,5 mm ALpr = 1,656 jH2 – 1,466 jH + 0,477 R2= 0,908

cs = 7,5 mm ALpr = 1,839 jH2 – 1,684 jH + 0,545 R2= 0,911

Tab. 6.57. Rezultate experimentale ale parametrului ALpr la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jH şi gc=4 mm


Model matematic R2

cs = 5,5 mm ALpr = –2,309 jH2 + 2,713 jH – 0,629 R2= 0,872

cs = 6,5 mm ALpr = –3,229 jH2 + 0,378 jH – 0,875 R2= 0,953

cs = 7,5 mm ALpr = –1,889 jH2 + 2,238 jH – 0,486 R2= 0,976


[56]

Tab. 6.58. Rezultate experimentale ale parametrului ALpr la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jH şi gc=5 mm


Model matematic R2

cs = 5,5 mm ALpr = 2,224 jH2 – 2,199 jH + 0,694 R2= 0,894

cs = 6,5 mm ALpr = 0,604 jH2 – 0,441 jH + 0,225 R2= 0,936

cs = 7,5 mm ALpr = 2,138 jH2 – 2,126 jH + 0,689 R2= 0,916

Din analiza datelor obţinute putem spune că odată cu creşterea jocului jH dintre elementele

active indiferent de grosimea coliviei abaterea de la lungimea pragului de reţinere a rolei va creşte,

iar cursa de ştanţare optimă pentru obţinerea unei ferestre de colivie cu abaterea dimensională

minimă este cea cu valoarea de 5,5 mm. În concluzie putem afirma faptul că jocul jH dintre

elementele active este un parametru de intrare important ce poate influenţa abaterea de la lungimea

pragului de reţinere a rolei, ALpr. Se va obţine abaterea minimă de la lungimea pragului de reţinere a

rolei atunci când toţi cei trei parametrii de intrare vor avea următoarele valori: jH = 0,51 mm, gc = 5

mm şi cs = 5,5 mm.




media a două determinări realizate în condiţii identice de experimenare. Utilizând acelaşi model de

analiză s-a obţinut modelul matematic matricial, prezentat în relaţia 6.14. În vederea ierarhizări

influenței exercitată de fiecare factor asupra abaterii de la lungimea pragului de reţinere a rolei, s-au

reprezentat grafic efectele parametrilor de intrare, (figura 6.109). Rezultatele obţinute în urma

aplicării testului Fisher pentru parametrii de intrare şi interacţiunile dintre aceştia sunt prezentate în

tabelul 6.60.

Fig. 6.109. Reprezentarea grafică a influenţei factorilor de intrare asupra abaterii de la lungimea pragului de reţinere a

rolei ALpr, la ştanţarea ferestrelor coliviei. Nivele de variaţie: pentru jocul jH : 0,51 mm, 0,54 mm şi 0,58 mm, pentru cursa de ştanţare cs, 5,5 mm, 6,5 mm şi 7,5 mm, iar pentru grosimea coliviei gc 3,5 mm, 4 mm şi 5 mm

Tab. 6.60. Analiza dispersiei factorilor și a interacțiunilor pentru abaterea de la lungimea pragului de reţinere a rolei ALpr.


interacțiunea

Dispersia medie a

factorului

Valoarea calculată


FT Semnificaţia

gc 0,00017 175,46

4.46

S

cs 0,00018 183,66 S

jH 0,00050 504,19 S

gc- cs 0,0000024 2,44 N

gc - jH 0,0000203 20,31 S

cs- jH 0,0000008 0,88 N


0.155

0.16

0.165

0.17

0.175

1 2 3

ALp

r[m

m]


Efect jH

0.155

0.16

0.165

0.17

0.175

1 2 3

ALp

r [m

m]


Efect cs Media

0.155

0.16

0.165

0.17

0.175

1 2 3

ALp

r [m

m]


Efect gc Media


[57]



0,16744 0,0046 0,0004 0,0041

0,0050 0,0012 0,0037 0,0076 0,00028 0, 0073

0,00219 0,00031 0,0025

0,00047 0,00198 0,00247

0,00171 0

c

s L

c

Lpr g

c j

t

g

A A

A A

A

,00168 0,00003

LjA

(6.14)


asupra abaterii de la lungimea pragului de reţinere a rolei ALpr îl are jocul dintre elementele active jH

urmat de cursa de ștanțare cs, și grosimea coliviei gc. Un efect mai slab în comparație cu efectele

parametrilor de intrare o are interacțiunea dintre grosimea coliviei gc şi jocul dintre elementele

active jH. În ansamblu efectele interacțiuniilor se constată că sunt mult mai slabe decât efectele

factorilor luați în considerare. Din figura 6.109 s-a constatat că se pot obţine abateri minime de la

lungimea pragului de reţinere a rolei prin utilizarea unor valori mici pentru jocul jH dintre

elementele active şi cursa de ștanțare și a unor grosimi ale semifabricatului coliviei mari.


asupra abaterii de la lungimea pragului de reţinere a rolei ferestrelor coliviei, ALpr

6.7.3.1. Dependenţe bidimensionale ALpr= f (cs, jH)

Tab.6.61. Funcţiile şi coeficienţii de regresie pentru analiza bidimensională a parametrului ALpr, atunci când grosimea



gc=3,5 mm 2 20,2058 0,00638 1,2486 0,000033 1,2261 0,029 Lpr c H c H c HA g j g j g j 2 0,994R

gc=4 mm 2 20,7297 0,05113 2,4908 0,00341 2,1547 0,00128 Lpr c H c H c HA g j g j g j 2 0,994R

gc=5 mm 2 20,7481 0,0136 3,2907 0,00208 2,8134 0,01263 Lpr c H c H c HA g j g j g j 2 0,998R

6.7.3.2. Dependenţe bidimensionale ALpr= f (gc, jH)

Tab.6.62. Funcţiile şi coeficienţii de regresie pentru analiza bidimensională a parametrului ALpr, atunci când cursa de



cs=5,5mm 2 20,07381 0,0455 1,0656 0,0059 0,6984 0,02322 Lpr c H c H c LA g j g j g j 2 0,961R

cs =6,5 mm 2 20,5816 0,01362 2,6881 0,0038 2,0952 0,04515 Lpr c H c H c LA g j g j g j 2 0,942R

cs =7,5 mm 2 20,3173 0,0061 1,5728 0,0033 0,9642 0,07287 Lpr c H c H c LA g j g j g j 2 0,958R

6.7.3.3. Dependenţe bidimensionale ALpr = f (gc, cs) Tab.6.63. Funcţiile şi coeficienţii de regresie pentru analiza bidimensională a parametrului ALpr, atunci când jocul jH



jH=0,51 mm 2 20,2185 0,2922 0,2133 0,2379 1,0322 1,4956 Lpr c s c s c sA g c g c g c 2 0,97R



În concluzie putem afirma că cei trei parametri influențează abaterea dimensională de la

lungimea pragului de reţinere a rolei ALpr. Influența cea mai mare din analiza tuturor suprafețelor

rezultate, pe baza valorilor obținute, îl are jocul jH dintre elementele active urmat de cursa de


[58]

ştanţare cs şi grosimea semifabricatului coliviei gc. Ceea ce înseamnă că pentru valorile de 5,5 mm

pentru cursa de ştanţare, 5 mm pentru grosimea coliviei şi 0,51 mm pentru valoarea jocului jH dintre

elementele active vom obține abatere minimă de la lungimea pragului de reţinere a rolei.

6.8. Concluzii

În cadrul acestui capitol s-au prezentat cercetările experimentale în vederea stabilirii unor

relaţii de corespondenţă între parametrii de intrare, din cadrul procesului de ştanţare, şi parametrii

de ieşire caracteristici calităţii şi preciziei coliviilor din tablă metalică, şi anume: rugozitatea

suprafeţei laterale (RaL), rugozitatea suprafeţei la baza ferestrei coliviei (RaB), înălţimea bavurii (BÎ

), abaterea de la înălţimea ferestrei coliviei ( AHf ), abaterea de la lăţimea ferestrei (AWf), abaterea de

la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei ( ADpr ), abaterea de la lungimea pragului de reţinere a

rolei ( ALpr).

Pentru descrierea infleunţei jocului dintre elementele active jL sau jH, a cursei de ştanţare cs şi

a grosimii coliviei gc, asupra celor şapte parametri de ieşire au fost stabilite funcţii de dependenţă

unidimensionale şi bidimensionale, sub forme matematice complexe, de tip polinomial şi funcţii

combinate liniar de tip raţionale în determinatele gc şi jL, gc şi jH, cs şi jL, cs şi jH, gc şi cs.

Cercetările efectuate privind influenţele parametrilor independenţi grosimea semifabricatului

coliviei gc, jocul lateral jL dintre elementele active, jocul pe înălţimea coliviei jH dintre elementele

active, şi cursa de ştanţare cs asupra parametrilor de ieşire s-au finalizat cu obţinerea unor modele

matematice matriciale, de diagrame de diferite tipuri şi de funcţii de regresie din care putem formula

concluziile următoare:

rugozitatea suprafeţei laterale RaL va avea valoarea minimă atunci când valorile jocului jL

dintre elementele active şi a grosimii semifabricatului coliviei vor fi minime iar valoare

cursei de ştanţare va fi maximă;

influența majoră asupra parametrului de rugozitate RaL este exercitată de jocul jL dintre

elementele active, urmat de cursa de ștanțare cs și grosimea semifabricatului coliviei gc;

se obţine valoare minimă a rugozităţii suprafeţei de la baza ferestrei RaBmin= 1,043 µm

atunci când jocul jH dintre elementele active are valoarea de 0,54 mm, cursa de ștanțare

are valoarea de 6,5 mm iar grosimea semifabricatului coliviei are valoarea de 4 mm.

influența majoră asupra parametrului de rugozitate RaB este exercitată de jocul jH dintre

elementele active, urmat de cursa de ștanțare cs și grosimea semifabricatului coliviei gc;

înălţimea bavurii BÎ va avea valoarea minimă atunci când valorile jocului jL dintre

elementele active şi grosimea semifabricatului coliviei vor fi minime iar valoarea cursei

de ştanţare va fi maximă;

influența majoră asupra înălţimea bavurii BÎ este exercitată de jocul jL dintre elementele

active, urmat de grosimea semifabricatului coliviei gc și cursa de ștanțare cs;

abaterea de la înălţimea ferestrei AHf va avea valoarea minimă atunci când valorile

jocului jH dintre elementele active şi a cursei de ştanţare vor fi minime iar valoare

grosimii semifabricatului coliviei va fi maximă;

se obţine valoare minimă a abaterea de la înălţimea ferestrei AHfmin =0,0342 mm atunci

când jocul jH dintre elementele active are valoarea de 0,51 mm, cursa de ștanțare are 5,5

mm iar grosimea semifabricatului coliviei are 5 mm.

influența majoră asupra abaterii de la înălţimea ferestrei AHf este exercitată de cursa de

ștanțare cs, urmată de jocul jH dintre elementele active și grosimea semifabricatului

coliviei gc;

abaterea de la lăţimea ferestrei AWf va avea valoarea minimă atunci când valorile jocului

jL dintre elementele active şi a cursei de ştanţare vor fi minime iar valoare grosimii

semifabricatului coliviei va fi maximă;


[59]

se obţine valoare minimă a abaterii de la lăţimea ferestrei AWfmin =0,0525 mm atunci când

jocul jL dintre elementele active are valoarea de 0,11 mm, cursa de ștanțare are 5,5 mm

iar grosimea semifabricatului coliviei are5 mm.

influența majoră asupra abaterii de la lăţimea ferestrei AWf este exercitată de jocul jL

dintre elementele active, urmat de grosimea semifabricatului coliviei gc și cursa de

ștanțare cs;

abaterea de la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei ADpr va avea valoarea minimă

atunci când valorile jocului jL dintre elementele active şi a cursei de ştanţare vor fi

minime iar valoare grosimii semifabricatului coliviei va fi maximă;

se obţine valoare minimă a abaterea de la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei

ADprmin=0,0712 mm atunci când jocul jL dintre elementele active are valoarea de 0,11

mm, cursa de ștanțare are 5,5 mm iar grosimea semifabricatului coliviei are 5 mm.

influența majoră asupra abaterii de la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei ADpr este

exercitată de jocul jL dintre elementele active, urmat de cursa de ștanțare cs și grosimea

semifabricatului coliviei gc;

abaterea de la lungimea pragului de reţinere a rolei ALpr va avea valoarea minimă atunci

când valorile jocului jH dintre elementele active şi a cursei de ştanţare vor fi minime iar

valoare grosimii semifabricatului coliviei va fi maximă;

se obţine valoare minimă a abaterii de la lungimea pragului de reţinere a rolei

ALprmin=0,1512 mm atunci când jocul jH dintre elementele active are valoarea de 0,54

mm, cursa de ștanțare are 5,5 mm iar grosimea semifabricatului coliviei are 5 mm.

influența majoră asupra abaterii de la lungimea pragului de reţinere a rolei ALpr este

exercitată de jocul jH dintre elementele active, urmat de cursa de ștanțare cs și grosimea

semifabricatului coliviei gc;

CAPITOLUL VII

CONCLUZII

7.1. Contribuţii proprii la rezolvarea temei

Cercetările teoretice şi experimentale realizate în cadrul prezentei teze de doctorat, prin

rezultatele obţinute, aduc unele contribuţii privind procesul de ştanţare a coliviilor din tablă

metalică, pe care autorul le apreciază că ar putea constitui elemente de originalitate.

Îndeplinirea obiectivelor stabilite încă din faza incipientă, nu ar fi fost posibilă fără un studiu

documentar cu privire la stadiul actual al cercetărilor privind prelucrarea semifabrcaitelor din tablă

prin operația de ștanțare. Pe lângă evidențierea avantajelor tehnico-economice ce caracterizează

procesul de ștanțare, analiza informațiilor obținute prin consultarea literaturii de specialitate, a

permis și identificarea principalelor tipuri construcțive de rulmenți care au în structura lor colivii

din tablă metalică.

Analiza teoretică a modului de comportare al parametrilor de ieșire influențați de factorii de

proces a fost realizată prin intermediul metodei elementului finit. În cazul de față analiza cu

elemente finite a constituit un pas important în cadrul demersului propus, deoarece rezultatele

obținute au oferit o imagine asupra evoluției tensiunilor și deformațiilor din timpul procesului de

ștanțare.

Cercetările teoretice realizate la nivelul ferestrei coliviei din tablă metalică s-au concretizat

prin elaborarea unui algoritm matematic care evidenţiază modalitatea de obţinere a dimensiunilor

caracterisiticilor geometrice ale ferestrei coliviei.


[60]

Având în vedere problemele identificate în fabrică, s-a reproiectat și realizat ștanța de

prelucrat ferestrele coliviei din tablă metalică. Pentru elaborarea acestui demers, s-a utilizat metoda

tehnicii deciziei impuse. Soluția finală a fost adoptată pe baza unor criterii de calitate ce au fost

ordonate în funcție de importanța lor. Soluţia propusă pentru îmbunătăţirea ştanţei a presupus

redimensionarea elementelor de reazem, susţinere şi ghidare din ştanţă, introducere a unui număr de

şase coloane de ghidare pentru asigurare unei precizii de prelucrare mai ridicate şi schimbarea

materialului elementelor active din oţel 100Cr6 în oţel X210Cr12.

Cercetările experimentale efectuate au fost conduse după un plan experimental factorial

complet 33, stabilit pe baza unei analize sistemice a procesului de ștanțare, care a permis punerea în

evidență a tuturor factorilor implicați în proces și alegerea judicioasă a factorilor de influență

independenți, supuși cercetării. S-a urmărit astfel, determinarea experimentală a efectelor medii ale

factorilor independeți studiați și a interacțiunilor dintre aceștia asupra parametrilor de ieșire. Pentru

ierahizarea și identificarea mai exactă a parametrilor de proces au fost stabilite funcții de

dependență bidimensională sub forme matematice complexe.

Din punct de vedere teoretic contribuţiile aduse în domeniul prelucrării coliviilor metalice

prin operaţia de ştanţare ar putea fi:

s-a conceput o strategie preliminară de cercetare, stabilită prin identificarea oportunităţii

şi importanţei temei abordate;

pe baza informaţiilor din literatura de specialitate, a fost identificat rolul procedeului de

ştanţare în cadrul operaţiilor de deformare plastică la rece, în special pentru obţinerea

coliviilor din tablă metalică utilizate în fabricarea rulmenţilor;

s-au conceput şi elaborat relaţii de calcul pentru deteminarea numerică a unor

caracteristici geoemtrice ai coliviilor din tablă metalică, cum ar fi: lungimea ferestrei din

colivie (Hf), (relaţia 3.1), lățimea ferestrei din colivie (Wf) (relaţia 3.21), lungimea

pragului de reținere a rolei (Lpr) (relaţia 3.22), distanța dintre pragurile de reținere a rolei

(Dpr) (relaţia 3.23);

s-au studiat tensiunile şi deformaţiile totale din fereastra coliviei metalice în timpul

prelucrării cu diferite jocuri dintre elementele active şi diferite grosimi de semifabricat,

prin intermediul metodei analizei cu elemente finite;

s-a realizat o modelare matricială a parametrilor geometrici în funcţie de parametrii

procesului de ştanţare; s-au realizat calcule matematice care au permis stabilirea efectelor

parametrilor de intrare, a influenţei exercitate de interacţiunile dintre parametrii de

intrare, asupra parametrilor de ieşire şi reprezentarea grafică a efectelor medii pe cele trei

nivele cercetate;

Contribuţiile experimentale aduse domeniului ştanţării ferestrelor coliviei metalice ale

autorului se constituie prin:

elaborarea şi executarea unui program de cercetare experimental de studiu a parametrilor

rezultaţi în urma ştanţării ferestrelor coliviei metalice;

reproiectarea, utilizând diagrama de idei şi tehnica deciziei impuse, ştanţei de perforat-

calibrat ferestre de colivie metalice;

stabilirea dependenţelor singulare ale caractersiticilor de calitate şi precizie şi

reprezentarea grafică a tendinţelor acestora în condiţiile prelucrării ferestrelor coliviei cu

diferite valori pentru cursa de ştanţare şi grosimea semifabricatului coliviei;

stabilirea influenţelor parametrilor regimului de lucru şi a interacţiunilor dintre ei şi

ierarhizarea importanţei acestor influenţe asupra :

rugozităţii suprafeţei laterale (parametru măsurat în zona pragului de

reţinere a rolei, RaL);

rugozităţii suprafeţei la baza ferestrei coliviei (RaB);

înălţimii bavurii ferestrei (BÎ );


[61]

abatereii de la înălţimea ferestrei coliviei ( AHf );

abatereii de la lăţimea ferestrei (AWf);

abatereii de la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei ( ADpr );

abatereii de la lungimea pragului de reţinere a rolei ( ALpr )

stabilirea parametriilor optimi ai procesului de ştanţare a ferestrelor coliviei şi intervalele

de valori maxime ale parametrilor de ieşire în funcţie de parametrii de intrare;

7.2. Concluzii finale

Din analiza literaturii de specialitate s-a constat că asupra preciziei și calității pieselor

obținute prin ștanțare au influență un număr mare de factori. Dintre aceștia cele mai mari influențe

asupra caracteristicilor de calitate și precizie, în domeniul ștanțării pieselor din tablă, sunt exercitate

de jocul dintre elementele active și de grosimea semifabricatului.

Rezultatele obținute, în urma simulării procesului de ștanțare a ferestrelor coliviei metalice,

au arătat că valoarea deformației totale va crește odată cu creșterea jocului dintre elementele active

și cu grosimea semifabricatului coliviei. Distribuția deformației totale este concentrată în zona

centrală de pătrundere a poansonului în semifabricat. Se constată că valorile tensiunilor, obținute în

aceleași condiții de experimentare vor crește odată cu creșterea valorii jocului dintre elementele

active, în timp ce corespunzător creșterii grosimii semifabricatului coliviei valorile tensiunilor vor

întrgistra o scădere. Distribuția tensiunilor este concentrată în zonele de margine ale fațetei

poansonului de decupare, tensiunile maxime fiind înregistrate la începutul procesului de ștanțare în

zonele superioare corespunzătoare cu cele ale fațetei poansonului, pentru ca mai apoi să se extindă

pe întreaga suprafață a ferestrei ștanțate.

Cercetările experimentale privind influențele parametrilor independenți jocul lateral jL dintre

elementele active, jocul pe înălţimea ferestrei jH dintre elementele active, grosimea semifabricatului

coliviei gc și cursa de ştanţare cs asupra diverșilor parametri de ieşire, prin intermediul cărora este

evaluată calitatea și precizia ferestrelor coliviei din tablă metalică au dus la:

o micșorare a rugozității suprafeței laterale RaL, până la o valoare minimă de 0,41 µm

atunci când jocul jL dintre elementele active are valoarea de 0,11 mm, cursa de ștanțare

7,5 mm iar grosimea semifabricatului coliviei 5 mm. Influența cea mai mare asupra

rugozităţii suprafeţei laterale este exercitată de jocul jL dintre elementele active, urmat de

cursa de ștanțare cs și grosimea semifabricatului coliviei gc.

identificarea valorilor parametrilor de intrare care să ducă la obţinerea valorii minime a

rugozităţii de la baza ferestrei. În acest caz rugozitate suprafeței de la baza coliviei RaB,

va avea valoarea minimă de 1,23 µm atunci când jocul jH dintre elementele active are

valoarea de 0,54 mm, cursa de ștanțare 6,5 mm iar grosimea semifabricatului coliviei 4

mm. Influența cea mai mare exercitată asupra rugozităţii de la baza ferestrei este dată tot

de jocul dintre elementele active, însă de acestă dată valoarea jocului este mult mai mare

în comparație cu valoarea jocului identificat la analiza rugozității suprafeței laterale RaL.

Ierarhia influenței este completată de cursa de ștanțare cs și grosimea semifabricatului

coliviei gc;

obținerea unei bavuri cu înălțimea de BÎmin = 0,38 mm atunci când jocul jL dintre

elementele active are valoarea de 0,11mm, cursa de ștanțare are valoarea de 7,5 mm iar

grosimea semifabricatului coliviei are valoarea de 3,5 mm. Astfel pentru obținerea unei

valori cât mai mici a înălțimii bavurii se utilizează jocuri dintre elementele active și

grosimi ale semifabricatului coliviei cu valori mici și curse de ștanțare cu valori cât mai

mari. Pentru intervalul de valori analizat s-a constat că influența cea mai mare asupra

înălțimii bavurii este exercitată de jocul jL dintre elementele active urmat de influenţa

grosimii semifabricatului coliviei gc și de cea a cursei de ștanțare cs;


[62]

obţinerea unei abateri cu valoarea mică de la înălţimea ferestrei coliviei din tablă metalică

va fi posibilă atunci când jocul jH dintre elementele active şi cursa de ştanţare cs vor avea

valori mici, iar grosimea semifabricatului coliviei va avea valori cât mai mari. În acest

caz s-a obţinut abaterea minimă cu valoarea de AHfmin =0,0342 mm atunci când jocul jH

dintre elementele active a avut valoarea de 0,51 mm, cursa de ştanţare cs valoarea de 5,5

mm iar grosimea semifabricatului coliviei a fost de 5 mm. Putem spune că valoarea

abaterii de la înălțimea ferestrei crește odată cu valoarea jocului jH dintre elementele

active și a cursei de ștanțare și scade odată cu creșterea grosimii semifabricatului coliviei;

abateri mici pentru lăţimea ferestrei se vor obţine atunci când jocul jL dintre elementele

active şi grosimea semifabricatului coliviei gc vor avea valori mici iar cursa de ştanţare cs

va avea valoare cât mai mare;

stabilirea abaterii de la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei la valoarea minimă de

ADprmin =0,0712 mm atunci când jocul jocul jL dintre elementele active are valoarea de

0,11 mm, cursa de ștanțare are valoarea de 5,5 mm iar grosimea semifabricatului coliviei

are valoarea de 5 mm. Influenţa cea mai mare asupra abaterii de la distanţa dintre

pragurile de reţinere a rolei o exercită exercită jocul jL dintre elementele active urmat de

cursa de ştanţare cs şi de grosimea semifabricatului coliviei gc;

stabilirea abaterii de la lungimea pragului de reţinere a rolei la valoarea minimă de ALprmin

= 0,1512 mm atunci când jocul jocul jL dintre elementele active are valoarea de 0,54 mm,

cursa de ștanțare are valoarea de 5,5 mm iar grosimea semifabricatului coliviei are

valoarea de 5 mm. Influenţa cea mai mare asupra abaterii de la lungimea pragului de

reţinere a rolei o exercită jocul jH dintre elementele active urmat de cursa de ştanţare cs şi

de grosimea semifabricatului coliviei gc;

Pentru o evidenţiere mai clară a influenţelor parametrilor de intrare jocul lateral jL dintre

elementele active, jocul pe înălţimea ferestrei jH dintre elementele active, grosimea semifabricatului

coliviei gc și cursa de ştanţare cs asupra parametrilor ferestrei coliviei s-a realizat tabelul 7.1.

Tab.7.1. Influenţa parametrilor de intrare asupra parametrilor de ieşire de la fereastra coliviei ştanţate

Având în vedere cele arătate mai sus se recomandă să se utilizeze în practică ştanţa de

perforar-calibrat ferestre de colivie îmbunătăţită care să aibă valorile jocurilor jL de 0,11 mm şi jH de

0,54 mm, valoarea grosimii semifabricatului coliviei să fie de 3,5 mm iar valoarea cursei de ştanţare

să fie de 7,5 mm.

7.3. Direcţii de dezvoltare a cercetărilor


[63]

Ca urmare a cercetărilor efectuate şi a concluziilor prezentate în fiecare capitol, autorul

consideră ca fiind utilă şi posibilă dezvoltarea şi extinderea cercetărilor în următoarele direcţii:

cercetare grosimii şi durităţii startului superficial, obţinut după operaţia de perforare, a

orificiilor coliviilor de rulment;

analiza influenţei formei (conturului) suprafeţei exterioare a coliviei asupra parametrilor

de calitate a suprafeţei rezultate după operaţia de perforare;

analiza momentului apariţiei fisurilor de forfecare în cazul perforării orificiilor

dreptunghiulare;

studii privind comportarea materialului şi calitatea suprafeţelor forfecate în zona

colţurilor suprafeţelor dreptunghiulare;

*****

Diseminarea celor mai importante rezultate, obţinute în urma ceretărilor efectuate în perioada

doctorală, s-a realizat prin intermediul lucrărilor ştiinţifice publicate în reviste de specialitate

naţionale şi internaţionale. În continuare sunt prezentate titlurile lucrărilor publicate în calitate de

autor şi coautor:

1. RÎPANU M.I., Nagîț Gh., Merticaru V., Iacob-Strugaru S.C., Contrastive theoretical comparison approach upon

blanking-punching operations on cnc pressing centers and on classical presses, ANNALS of the ORADEA

UNIVERSITY. Fascicle of Management and Technological Engineering, Volume IX (XIX) Sectiunea S3, pag. 219-228, ORADEA, 2010.

2. Merticaru V., RÎPANU M.I., Nagîț Gh., Approach on the development of engineering skills in industrial robots

programming and operating, ANNALS of the ORADEA UNIVERSITY. Fascicle of Management and Technological Engineering, Volume IX (XIX) Sectiunea S3, pag. 140-149, ORADEA, 2010.

3. RÎPANU M.I., Merticaru V., Mihalache A.M., - Technical considerations upon performance improvements in

stamping processes by implementing cnc and reverse engineering techniques, ANNALS of the ORADEA UNIVERSITY. Fascicle of Management and Technological Engineering, Volume IX (XIX) Sectiunea S3, pag. 156

- 165, ORADEA, 2010.

4. Merticaru V., Axinte E., RÎPANU M.I., Iacob-Strugaru S.C., Researches about the flank profile accuracy of the trapezoidal threads generated by thread whirling, International Journal Of Academic Research Vol. 2. No. 4., pag.

36 – 45, July 2010.

5. RÎPANU M.I., Nagîț Gh., Manole I.E., Comparative aspects regarding the nesting for blanking-punching operation on clasical presses and numerical comanded pressing centers, Bulletin of the Polytechnic Institute of

Iasi, Tomul LVI (LX), Fasc. 2, ISSN 1011-2855, Iași, 2010.

6. Mihalache A., Nagîţ G., RÎPANU M. I. - Advantages and weak points of different RE techniques, Buletinul Institutului Politehnic din Iaşi, Publicat de Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” din Iaşi, Tomul LVI (LX),

Fasc. 2, ISSN 1011-2855, 2010, pag. 245-250

7. Mihalache A.M., Nagîț Gh., RÎPANU M.I., Manole I.E., Identifying the right method of scanning in reverse engineering technique, International Science and Engineering Machine-Building and Technosphere of the XXI

Century, 12-18 September2010 Sevastopol, Ucraina, ISSN 2079-2670, pag. 160-163, Sevastopol, 2010.

8 Rotman I.E., Baciu Lupaşcu R.A., Taranovschi I.L., Vieriu I. & RÎPANU M. I., (2010). The Systemic Analysis of the Ultrasonic Investigation Process, International Science and

Engineering Machine - Building and Technosphere of the XXI Century, Septembrie 2010, vol.4., p. 202-206, ISSN: 2079 – 2670, Sevastopol, Ucraina.

9 Taranovschi I., Rotman I., Vieriu I., RÎPANU M. I., (2010). An inventory of the instruments to stimulate creativity,

Proceedings of XVII International Science and Engineering Conference „Machine-building and Technosphere of the XXI Century, 14-19 Septembrie 2010, p. 226-230, ISSN: 2079-2670, Sevastopol, Ucraina.

10. Mihalache A., Nagîţ G., Niţă O., RÎPANU M. I. – A proposed procedure to identify and minimize the effects of

errors in reverse engineering, Buletinul Institutului Politehnic din Iaşi, Publicat de Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” din Iaşi, Tomul LVII (LXI), Fasc. 4, 2011, Secţia Construcţii de Maşini, ISSN 1011-2855, pag.

171-178

11. Mihalache A., Nagîţ G., Manole I., RÎPANU M. I. – A proposed approach in points cloud discretization techniques, 8th International Conference ”Standardization, Protypes and Quality: A Means of Balkan Countrie’s

Collaboration”, Thessaloniki, October 7-8 2011, ISI Proceedings, website:

http://protypation.web.auth.gr/8_Conference/, pag. 208-214 12. Merticaru V., Pascariu A.O., RÎPANU M.I., Iacob-Strugaru, Advanced cad capabilities applied for integrating

flexible engineering design with flexible manufacturing, ANNALS of the ORADEA UNIVERSITY. Fascicle of

Management and Technological Engineering, Volume XI (XXI), pag. 4.63 – 4.72, NR2, Oradea, 2012. 13. RÎPANU M.I., Nagîț Gh., Merticaru V., Iacob-Strugaru S.C.,Process quality analysis and monitoring methology

for roller bearings cages stamping, ANNALS of the ORADEA UNIVERSITY. Fascicle of Management and

Technological Engineering, Volume XI (XXI), 4.128 – 135, NR1, Oradea, 2012.

http://protypation.web.auth.gr/8_Conference/


[64]

14. Taranovschi I.L., Dusa P., RÎPANU M.I., The methodology for innovative model application on the punching process. In Proceedings of International Conference ModTech 2012, Sinaia, Vol. 2, p.941-944, ISSN: 2069-6736.

15. RÎPANU M.I., Nagîț Gh., Merticaru V.,Mihalache A.M. and Hurja I.I., Influence of the clearances in the stamping

device upon the burrs resulted on the stamped bearing ceges windows, International Conference IManE 2013, Applied Mechanics and Materials Vol. 37 (2013) pag 499-503, ISBN -13: 978-3-03785-786-1, IAŞI, 2013, "Trans

Tech Periodicals" published by Trans Tech Publications Ltd, Kreuzstrasse 10, CH-8635 Zurich-Durnten,

Switzerland, www.ttp.net, (volumes to be printed); 16. Merticaru V., RÎPANU M.I., About CAD Activities Effectiveness and efficiency as instruments for sustainable

product development, International Conference IManE 2013, Applied Mechanics and Materials Vol. 37 (2013) pag

499-503, IAŞI, 2013; 17. Mihalache M.A., Nagit Gh., RIPANU M.I. - Proposed workflow for obtaining a 3D solid model out of points

clouds for a connecting rod, The 17th International Conference TEHNOMUS - New Technologies and Products in

Machine Manufacturing Technologies, ISSN: 1224-029X, no. 20 -2013, pag. 385-391 18. Tilică T., Slătineanu L., Gherman L., RIPANU M.I. – Workpiece Clamp device at Ultrasonic Drilling,

International Conference ICMS 2013 – Buletinul Institutului Politehnic IAŞI, Tomul LIX, Fascicolul 3, 2013, Secţia Construcţii de Maşini, pag. 97-103

19. Mihalache M.A., Nagîț Gh., and RIPANU M.I. - Optimization procedure of a scanned solid body through FEA by

means of reverse engineering, Proceedings of the 6th International Conference of Manufacturing Science and

Education, ISSN: 1843-2522, pag. 175-178, 2013

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ [A]

[A1] Adamus J., Stamping of Titanium Sheets Key Engineering Materials, Vol 410-411, pag. 279-288, 2009;

[A2] Aggarwala a., Kumarc P., Singhd M., Optimization of multiple quality characteristics for CNC turning under cryogenic cutting environment using desirability function, Elsevier, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 205,

pag. 42–50, 2009;

[B]

[B1] Bahloul R., Optimisation du procede de pliage sur presses de pices en toles a haute limite d’elasticite, Paris, France,

L’ecole Nationale Superieure d’Arts et Metiers, 2008; [B3] Banabic D., Sheet metal forming processes. Constitutive modelling and numerical simulation, © Springer-Verlag

Berlin Heidelberg, 2010;

[B20] BrahaV., Nagîţ Gh., Negoescu F., Tehnologia presării la rece, Editura Tehnică, Ştiinţifică şi Didactică CERMI, 2003;

[B24] Bâlc N., Oancea Gh., Sisteme CAD/CAPP/CAM – Teorie şi practică, Editura Tehnică, ISBN 973-31-1530-4, 2004;

[B25] Bâlc N.,"Cercetări privind proiectarea pentru montaj şi pentru fabricarea rapidă a prototipurilor aferente", Teză de

doctorat, Universitatea Tehnică din Cluj – Napoca, Cluj, 2000;

[C]

[C2] Chen W., Yun-liang L., Noise reduction of punch press mechanical clutch engagement, Trans. Nonferous Metal Society

of China, Vol.15, Nr.2, (Article ID: 1003-6326), 2005;

[D]

[D3] Dunbing TangW. E., Gunther S., Qualitative and quantitative cost analysis for sheet metal stamping,International

Journal of Computer Integrated Manufacturing, Vol. 17, Nr. 5, pag. 394–412, 2004;

[E]

[E1] Emmensa W.C., Sebastianib G., Boogaardc A.H., The technology of Incremental Sheet Forming, A brief review of the

history,Journal of Materials Processing Technology, Vol. 210, pag. 981–997, 2010;

[F]

[F2] Faur N., Elemente finite, Editura PolitehnicaTimișoara, Romania, 2002;

[F5] Fuh-Kuo C., Pao-Ching T., An analysis of drawbead restraining force in the stamping process,International Journal of

Machine Tools and Manufacture, Vol.38, Issue 7, pag. 827–842, 1998;

[G]

[G1] Gafitanu M., Organe de masini, Vol. I, Editura Tehnică București, 2002;

[G4] Gaudilliere N., Larue A., Lorong P., Investigations in high speed blanking: cutting forces and microscopic

observations, EPJ Web of Conferences 6, 19003, 2010;

[H]

[H2] Hambli R., Chamekh A., Finite element prediction of blanking tool cost caused by wear,International Journal Advance

Manufacturing Technology, Vol. 44, pag. 648–656, 2009; [H3] Hambli S., Crubleau P., Taravel B., Prediction of optimum clearance in sheet metal blanking processes, International

Journal Advanced Manufacturing Technology, Vol. 22, pag. 20-25, 2003;

[H4] Hambli R., Design of Experiment Based Analysis for Sheet Metal Blanking Processes Optimisation,International Journal Advance Manufacturing Technology, Vol.19, pag. 403–410, 2002;

[H14] Huanga Z., Dub R., Minimization of the thickness variation in multi-step sheet metal stamping,Journal of Materials

Processing Technology. Proceedings of the 11th International Conference on Metal Forming 2006, Vol.177, Issues 1–3,

pag. 84–86, 2006;

[H15] Huh J., Park S.H., High speed tensile test of steel sheets for the stress–strain curve at the intermediate strain rate,

International. Journal Automotive. Technology, Vol.10, pag.195–204, 2009; [H16] Husson L., Daridon S., Finite elements simulations of thin copper sheets blanking: Study of blanking parameters on

sheared edge quality, Journal of Materials ProcessingTechnology, Vol. 199, pag. 74–83, 2008;

[I]

[I1] Ionescu R., Amarandei D., Planificarea Experimentelor: Eficienţă şi Calitate. Editura AGIR, Bucureşti, Romania, 2004;

[J]

www.ttp.net


[65]

[J1] Jana S., Ong N.S., Effect of punch clearance in the high-speed blanking of thick metals using an accelerator designed for a mechanical press,Journal Mech Work Technology, Vol.19, pag. 55–72, 1998;

[K]

[K1] Kim S.B., Bok H.H., Moon M.B., Forming limit diagram of auto-bodz steel sheets for high speed sheet metal forming, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 211, pag. 851- 862, 2011;

[K2] Kim S., Improvement of the surface quality of an automotive member by a modification of the stamping tool, Journal of

Materials Processing Technology, Vol. 187–188, pag. 387–391, 2007; [K4] Klingenberg W., Singh U.P., Further observations and review of numerical simulations of sheet metal

punching,International Journal Advance Manufacturing Technology, Vol.30, pag. 638–644, 2006;

[K6] Kogovsek J., Mrzel A., Kalin M., Influence of surface roughness and running-in on the lubrication of steel surfaces with oil containing MoS2 nanotubes in a lllubrication regimes, Tribology International, Vol.61, pag. 40-47, 2013;

[K9] Kut S., Blanking with pre-bending of steel sheets - experimental investigation and FEM simulation, The Arabian

Journal for Science and Engineering, Vol.30, Nr.1C, pag. 17-26, 2005;

[L]

[L2] Larue A., Qu Y.F., Millot M., Lorong P., Lapujoulade F., Experimental study of a high speed punching process, Springer International Journal Mater Form, pag.1427 –1430, 2008;

[L7] Limbaşan I., Studii şi cercetări de analiza valorii asupra unor grupe de produse din industria de rulmenţi, Teză de

doctorat, Universitatea Transilvania din Braşov, 2011; [M]

[M5] Mahayotsanun N., Sripati S., Cao J., Peshkin M., Robert X. Gao, Wang C., Tooling - integrated sensing systems for

stamping process monitoring, International Journal of Machine Tools & Manufacture, Vol. 49, pag. 634–644, 2009; [M25] Mori Y., Kidoma Y., Kadarno P., Slight clearance punching of ultra high strength steel sheets using punch having

small round edge, International Journal of MachineTools & Manufacture, Vol. 65, pag. 41–46, 2013;

[M26] Mori K., Maki S., Warm and hot punching of ultra high strength steel sheet, CIRP Annals - Manufacturing Technology, Vol. 57, pag. 321–324, 2008;

[M27] Mori K, Okuda Y., Tailor die quenching in hot stamping for producing ultra-high strength steel formed parts having

strength distribution, CIRP Annals - Manufacturing Technology, Vol. 59, pag. 291–294, 2010; [M28] Mori K., Maruo Y., Punching of small hole of die-quenched steel sheets using local resistance heating,CIRP Annals -

Manufacturing Technology, Vol. 61, Issue 1, pag. 255–258, 2012;

[M31] Moţoi M., Studies on the main cutting force in turning polyamide PA 66, Annals of the Oradea University, Fascicle of Management and Technological Engineering, Volume IX (XIX), Nr.2, pag. 3162 – 3166, 2010;

[N]

[N1] Nagîţ G., Negoescu F., Tehnologia Ştanţării şi Matriţării, Editura Politehnium, Iaşi, 2010;

[N2] Nagîţ Gh., Contribuţii teoretice şi experimentale cu privire la prelucrarea prin vibrorulare, Teză de doctorat,"

Universitatea Tehnica Gh. Asachi din Iasi, Romania, 1997;

[N3] Nagîț Gh., Braha V., Rusu B., Bazele prelucrării prin deformare plastică, Editura Tehnică – Info, Chisinau, Republica Moldova, 2002;

[N4] Nagîţ Gh., Slătineanu L., Bazele creaţiei tehnice în construcţia de maşini. Editura Rotaprint, Iasi, Romania, 1998;

[O]

[O2] Olaru M., Managementul calităţii, Editura Economică Bucureşti, ISBN: 973-99742-6-0, Bucuresti, Romania, 1999;

[O3] Oancea Gh., Chicoş L.A., Ivan, N.V., Lancea, C., Software Package for Extended Data Storage of AutoCAD Solids,

Annals of DAAAM for 2008 & Proceedings of the 19th International DAAAM Symposium Intelligent Manufacturing &

Automation: Focus on Next Generation of Intelligent Systems and Solutions”,Trnava, Slovakia, pag. 981-982 (ISSN

1726-9679 – ISI Proceedings), 2008;

[P]

[P1] Pan R. M., An integrated knowledge based system for sheet metal cutting–punching combination processing,

Knowledge-Based Systems, Vol. 22, pag. 368–375, 2009;

[P4] Pascu C. I., Popescu I., Assesment of plastic deformation in the cutting zone and correlation with roughness, at plain turning with small cutting feeds,Fascicle of Management and Technological Engineering, Volume IX (XIX), Nr.3, pag.

3113 – 3120, 2010;

[P5] Pathak R. K., Kumar A. R., ş.a., Simulation and experiments in punching spring steel with sub-millimeters features, Journal of Manufacturing Process,vol.15, pag. 108-114, 2013;

[Q]

[Q1] Quazi T.Z., Shaikh R.S., An Overview of Clearance Optimization in Sheet Metal Blanking Process,International Journal of Modern Engineering Research(IJMER), Vol.2, Issue.6, Nov -Dec. 2012, pag. 4547-4558, 2012;

[R]

[R2] Ramde S., Simulation numérique d'une opération de découpage et méthodologie de calcul pour optimiser la qualité de la pièce découpée et les sollicitations de l'outillage, Toulouse, France, Universitatea din Toulouse, Teză de doctorat,

2010;

[R5] Rezmireş D. G., Cercetari teoretice şi experimentale privind dinamica rulmenţilor radiali oscilanţi cu role butoi, Iasi, România, Universitatea Tehnică “Gheorghe Asachi” din Iaşi, Facultatea de Mecanică, 2003;

[R6] Rîpanu M., Nagit Gh., Merticaru V., Huşanu V., Iacob-Strugaru, Process quality analzsis and monitoring methodology

for bearings cages stamping,Annals of the Oradea University. Fascicle of Management and Technological Engineering, Vol. XI (XXI), 2012, Nr.1, pag. 4128 - 4135, 2012;

[R8] Rîpanu M.I., Nagîț Gh., Merticaru V., Iacob-Strugaru S.C., Process quality analysis and monitoring methology for roller bearings cages stamping, ANNALS of the ORADEA UNIVERSITY. Fascicle of Management and Technological

Engineering, Volume XI (XXI), 4.128 – 135, NR1, 2012;

[R9] Rîpanu M.I., Nagîț Gh., Merticaru V., Mihalache A.M., Hurja I.I., Influence of the clearances in the stamping device upon the burrs resulted on the stamped bearing ceges windows, International Conference IManE 2013, Applied

Mechanics and Materials,vol.37, pag 499-503, 2013;


[66]

[S]

[S1] Saenz A., Aztiria A., Garcıa C., Arana N., Izaguirre A., Fillatreau P., Forming processes control by means of artificial

intelligence techniques,Robotics and Computer- Integrated Manufacturing, Vol.24, pag. 773 - 779, 2008;

[S5] Sartkulvanich B., Golle R., Konieczny A., Altan T., Finite element analysis of the effect of blanked edge quality upon stretch flanging of AHSS,CIRP Annals - Manufacturing Technology, Vol.59, pag. 279–282, 2010;

[S9] Ship-Peng Lo C., Yeou-Yih L., Quality prediction model of the sheet blanking process for thin phosphorous bronze,

Journal of Materials Processing Technology, Vol. 194, pag. 126–133, 2007; [S15] So H., Hoffmann R., Golle M., An investigation of the Blanking Process of the Quenchable Boron Alloyed Steel

22MnB5 Before and After Hot Stamping,Journal of Materials Processing Technology, Vol. 212 (2), pag. 437–449, 2012;

[S18] Stăncioiu A., Luca L., Studiu comparative cu privire la comportarea poansoanelor pentru ştanţat realizate din oţelurile OSC10 nitrurat şi 205Cr115, Analele Universităţii “Constantin Brâncuşi” din Târgu Jiu, Seria Inginerie,

Vol.4(4), Târgu Jiu, Romania, 2011;

[S21] Suriyapha C., Boonsong R., Bopit B., Material Flow Behaviour on Fine Blanking Process for Sheet Metal Extrusion, AIJSTPME, Vol.4, issue 1, pag. 77-80, 2001;

[S22] Suriyapha C., Bubphachot B., Die radius affecting sheet metal extrusion quality for fine blanking process, American Journal of Engineering and Applied Sciences, Vol. 3 (2), pag. 476-481, 2010;

[T]

[T4] Teodorescu M., Elemente de proiectare a ştanţelor şi matriţelor, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, Disponibil

la: http://www.scribd.com/doc/53500631/Elemente-de-Proiectare-a-Stantelor-Si-Matritelor, Accesat la: 10/08/2013;

[T10] Totre A., Nishad R., Bodke S., An overview of factors affecting in blanking process," International Journal of

Emerging Technology and Advanced Engineering, Vol. 3, ISSN: 2250-2459, 2013;

[W]

[W1] Wang W., Zhong-Qin L., The study on the fatigue FEM analysis considering the effect of stamping, Materials and

Design, Vol. 30, pag. 1588 - 1594, 2009;

[V]

[V3] Vișan A., Ionescu, N., Procese industriale complexe. Vol 2, Universitatea Politehnica din București, Romania, 2010;

[V5] Vukota B., Sheet metal forming Processes and Die Design,Industrial Press Inc.,New York, 2004;

[X]

[X1] Xiaoli L., Bassiuny A.M., Transient dynamical analysis of strain signals in sheet metal stamping

processes,International Journal of Machine Tools & Manufacture, Vol. 48, pag. 576–588, 2008; [X2] XuanZhi W., Masood S., A Study on Tool Wear of Sheet Metal Stamping Die Using Numerical Method,Materials

Science Forum, Vol. 654-656, pag 346-349, 2010;

[Y]

[Y1] Yi-Ming J., Chang L., Effect of thickness of face sheet on the bending fatigue strength of aluminum honeycomb

sandwich beams, Engeneering Failure Anal, Vol.16 (4), pag. 1282–1293, 2009;

INTERNET

[1]***TRUMPH, TruPunch: A new standard in punching efficiency, Disponibil la: http://www.trumpf-

machines.com/en/products/punching/punching-machines.html, Accesat la: 15/07/2011;

[2]***SKF, Disponibil la: http://www.skf.com/ro/products/bearings-units-housings/index.html, Accesat la: 30/11/2011;

[3]***Historical Articles, Disponibil la: http://www.lajss.org/HistoricalArticles/Hertz.pdf. Accesat la: 20/03/2010;

[6]***Koyo, Types of rolling bearings and characteristics, Disponibil la: http://www.koyousa.com/koyocatalog/technical/index.html, Accesat la: 12/04/2009;

[7]***TIMKEN (2012), Angular Contact Ball Bearings, Disponibil la: http://www.timken.com/en-

us/products/bearings/productlist/ball/Pages/angular.aspx. Accesat la: 23/05/2012; [20]***Elemente de teoria deformării, Disponibil la: http://en.wikipedia.org/wiki/Deformation_%28mechanics%29, Accesat

la data de 05/12/2013;

[21]***Axial Deformation and Stress of Bars, Disponibil la: http://www.google.ro/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=9&cad=rja&ved=0CIABEBYwCA&url=htt

p%3A%2F%2Faeweb.tamu.edu%2Fhaisler%2Fengr214%2FWord_Lecture_Notes_by_Chapter%2Fchapter11.doc

&ei=zB6nUs2zB4fk4QTGsoG4DQ&usg=AFQjCNFaikf3-2YAlLrex5SVMN62gLktjA&bvm=bv.57799294,d.bGE, Accesat la data de 05/12/2013;

[34]***SKF, Cylindrical roller bearings - always in the lead, Disponibil la:

http://www.skf.com/portal/skf_ro/home/aboutskf/home, Accesat la: 21/09/2011; [35]***FEA, Analiza cu FEA a comportamentului unei colvii montate si testate pe un rulment incarcat, Disponibil la:

http://search.proquest.com/pqcentral/docview/858706148/13A72EF5FE83E408670/2?accountid=87658, Accesat

la04/02/2013; [36]***Presa Hidraulică LVD 600, Operating manual Press Hidraulic LVD 600, Disponibil la: http://www.exapro.com/lvd-

600-ton-press, Accesat la data de: 20/04/2011;

[37]***Key to metals, Material Details, Disponibil la: http://search.keytometals.com/MaterialDetails/MaterialDetail?vkKey=1050406&keyNum=40&type=3&hs=0,

Accesat la: 28/04/2013;

[138]***Elemente de teoria deformării, Disponibil la: http://www.scribd.com/doc/35584776/Deformabilitatea-metalelor-%C5%9Fi-aliajelor, Accesat la data de 20/03/2011;

[39]***Manufacturing Processes for Engineering Materials, Sheet-Metal Forming Processes, ISBN: 0-13-227271-7,

Disponibil la: www.nd.edu/~manufact/MPEM%20pdf_files/Ch07.pdf, Accesat la data de 05/11/2011; [40]***Conturograf MahrSurf XC – 2, Operating manual MahrSurf XC – 2, Disponibil la:

www.mahr.com/scripts/relocateFile.php?ContentID, Accesat la data de: 14/04/2011;

[41]***SR EN 10029, Table de otel mijlocii si groase. Dimensiuni, Accesat la data de: 10/08/2012;

http://www.scribd.com/doc/53500631/Elemente-de-Proiectare-a-Stantelor-Si-Matritelor

http://www.trumpf-machines.com/en/products/punching/punching-machines.html

http://www.trumpf-machines.com/en/products/punching/punching-machines.html

http://www.lajss.org/HistoricalArticles/Hertz.pdf

http://www.koyousa.com/koyocatalog/

http://www.timken.com/en-us/products/bearings/productlist/ball/Pages/angular.aspx

http://www.timken.com/en-us/products/bearings/productlist/ball/Pages/angular.aspx

http://www.skf.com/portal/skf_ro/home/aboutskf/home

http://search.proquest.com/pqcentral/docview/858706148/13A72EF5FE83E408670/2?accountid=87658

http://www.exapro.com/lvd-600-ton-press

http://www.exapro.com/lvd-600-ton-press

http://search.keytometals.com/MaterialDetails/MaterialDetail?vkKey=1050406&keyNum=40&type=3&hs=0

http://www.scribd.com/doc/35584776/Deformabilitatea-metalelor-%C5%9Fi-aliajelor

http://www.scribd.com/doc/35584776/Deformabilitatea-metalelor-%C5%9Fi-aliajelor

http://www.nd.edu/~manufact/MPEM%20pdf_files/Ch07.pdf

http://www.mahr.com/scripts/relocateFile.php?ContentID

colivii de rulmenŢi obŢinute prin ŞtanŢare · pdf filecercetĂri teoretice Şi...

Documents