Facultatea I.M.S.T.

Specializarea I.E.I.

PROIECT DE AN

Produse, Procese, Sisteme

(Specializarea I.E.I.)

Student :URSEA MARIAN

Grupa:633AC

-2012-

A. PROIECTAREA PROCESULUI TEHNOLOGIC DE PRELUCRARE

Aceasta parte a proiectului are ca scop stabilirea ,pe baza unor considerente tehnice si economice , a succesiunii operatiilor sau a fazelor.

1. Analiza piesei

Proiectarea tehnologiei de prelucrare precum si a echipamentului necesar se va face pe baza datelor initiale ale temei de proiectare :desenul de executie al piesei, volumul de productie, costul piesei prelucrate, dotare tehnica.

Desenul de executie al piesei se va analiza in continuare din mai multe puncte de vedere.

1.1. Rolul functional al piesei

Rolul functional al piesei analizate este acela de prindere si fixare a unui ansamblu format din doua parti simetrice(acestea au rolul de a sustine o bara cilindrica) ,pentru acest lucru fiind necesare 4 astfel de repere.

In Figura 1 este reprezentata schita acestui ansamblu in care piesa ce va fi analizata este pusa in evidenta prin culoarea neagra a materialului si numerotata cu 1.

Figura 1. Schita ansamblu

Tabel cu suprafete, rol functional, procedeu de deformare plastica la rece utilizat:

Suprafata Procedeu de deformare utilizat

Rol functional

1 Indoire in “z” Rol de sustinere a echipamentului

2 Decupare -3 Indoire in “z” Rol de sustinere a elementului

de prindere4 Decupare Rol de sustinere si orientare 5 Decupare -6 Indoire in “z” Rol de apasare a

echipamentului7 Decupare -8 Indoire in “z” Rol de sustinere a unui element

de prindere9 Slituire -

10 Perforare Rol de sustinere11 Perforare Rol de sustinere12 Decupare -

1.2 Verificarea desenului de executie

In aceasta etapa a proiectului se vor analiza toate aspectele legate de corectitudinea desenului de executie si se vor intocmi concluziile :

Desenul de executie prezinta suficiente vederi iar forma piesei este usor de sesizat;

Piesa este determinata de dimensiunile inscrise pe desen, neprezentand cote lipsa in nici una din vederi; se observa si dimensiunea corespunzatoare grosimii materialului piesei;

Este reprezentata scara de desenare 2:1 in indicator; Piesa a fost realizata in conformitate cu aceasta scara; Detaliul realizat pentru degajarea de raza R0.8 a fost indeplinit corespunzator

scarei de 4:1 prezenta pe desen;

Razele de racordare necotate sunt specificate prin valoarea lor deasupra indicatorului;

Dimensiunile ce definesc piesa reprezinta cote libere iar pentru acestea abaterile au fost stabilite conform STAS 11111 – 86, clasa 2 de precizie, fapt indicat si in desenul de executie deasupra indicatorului;

Indicatia referitoare la rugozitatea suprafetelor este zeprezentata corespunzator deasupra indicatorului prin valoarea Ra 3.2 ;

Sunt prezente indicatii legate de duritatea piesei, de vopsirea piesei dupa realizare in rubrica conditiilor tehnice;

Este mentionata si masa piesei in indicatorul de pe desen precum si materialul piesei;

In concluzie, desenul de executie este complet si se poate trece la urmatoarea etapa.

1.3 Materialul piesei

Informatiile legate de materialul din care este executata piesa sunt importante pentru urmatoarele etape ale procesului de proiectare.Din standard se vor extrage toate formele si dimensiunile de livrare pentru grosimea de material din care se executa piesa conform STAS 9485-80 prezente in Tabelul 1:

Tabelul 1.

MaterialSTAS

Stare de livrare

Rezistenta la rupere

Rm

[N/mm2]

Compozitie chimica

[%]

Greutate specifica

γ[Kg/dm3]

Forme si dimensiuni de livrare

Benzi Foi de tabla

0 1 2 3 4 5 6A1

STAS 9485-80

- 270…410 C 0.15-0.13Mn0.5-0.45Si max0.5

P 0.05-0.03S 0.05-0.04Al 0.01-0.1Fe -restul

7.85 20,25,26,30,35,40,45,46,50,55,60,65,70,75,80,85,90,95,100,

110,115,120,130,140,150

800x1500800x2000800x2500800x3000800x4000

1500x15001500x2000

1.4 Stabilirea formei si dimensiunilor semifabricatului plan(desfasurata piesei).

In ceea ce priveste lungimea desfasuratei piesei, aceasta este determinata prin insumarea celor 3 muchii rectilinii ale piesei dar si cele doua grosimi de material din zona in care se indoaie piesa la care se aplica un coeficient care tine seama de raza de racordare la varf a poansonului x=0,42.

Astfel, pe baza figurii 2 se va determina lungimea desfasuratei piesei conform formulei:

L=∑k=1

n

(lk¿)+∑k=1

n−1

(lfk¿)¿¿ lf1=[π*90/180]/(1+0.4*0.8) =1.38

lfk=[π*fk/180]/(r+x*g) lf2=[π*90/180]/(1+0.42*0.8)=1.38

L=15.5+2+15.5+1.38+1.38=35.76 mm

Figura 2

Aceasta etapa are anexat desenul de executie al desfasuratei piesei realizat pe baza determinarilor de mai sus.

2. Studiul tehnologicitatii piesei

Tehnologicitatea unei piese este o caracteristica care pune in concordanta conditiile tehnice impuse pe desenul de executie al piesei cu posibilitatile de care dispune sistemul tehnologic.Astfel, o piesa este ‘’tehnologica’’ daca poate fi realizata in conditii economice pe un anumit sistem tehnologic.Tehnologicitatea pieselor prelucrate prin deformare plastica la rece se analizeaza din mai multe puncte de vedere caracteristice fiecarui procedeu de deformare in parte.

2.1 Tehnologicitatea conditiilor tehnice impuse

Aceasta etapa consta in compararea valorilor de precizie impuse pe desenul de executie pentru diferite dimensiuni cu acele valori posibil de realizat prin deformare plastica, prezente in Tabelul 2.Astfel, in rubrica ‘’concluzii’’ sunt oferite rezultatele pentru fiecare comparatie facuta dimensiunilor:

Tabelul 2 [2.1 tab 3]

Dimensiunea nominal

Precizia impusa piesei prin desenul de executie Precizia posibil de realizat prin procedee de deformare plastic la rece

Concluzii

Abateri dimensionale

Abateri la cote libere STAS

11111-88

Clasa 2

Abateri de

forma

Rugozitatea Abateri dimensionale Abateri de forma

Rugozitate

Deformare normala

Deformare de precizie

35.2 - ±1.0 - 3.2 ±0.3 ±0.1 3.2 DN19.3 - ±0.8 - 3.2 ±0.5 ±0.3 3.2 DN15.7 - ±0.8 - 3.2 ±0.10 ±0.03 3.2 DP15 - ±1.0 - 3.2 ±0.10 ±0.03 3.2 DN20 - ±0.8 - 3.2 ±0.07 ±0.02 3.2 DN8 - ±0.8 - 3.2 ±0.04 ±0.02 3.2 DN7 - ±0.6 - 3.2 ±0.03 ±0.01 3.2 DN

9.2 - ±0.8 - 3.2 ±0.50 ±0.25 3.2 DN11.5 - ±1.0 - 3.2 ±0.52 ±0.25 3.2 DN10 - ±1.0 - 3.2 ±0.52 ±0.25 3.2 DN7.5 - ±0.8 - 3.2 ±0.04 ±0.02 3.2 DN

Se poate observa ca piesa poate fi obtinuta prin deformare normala, cu exceptia unei singure dimensiuni care se obtine prin deformare de precizie.

2.2 Tehnologicitatea pieselor obtinnute prin decupare

Aceasta etapa consta in compararea formei si dimensiunilor unei piese model (Figura 1) cu desfasurata piesei pentru care se executa proiectul (Figura 2) si vor si date concluziile finale;

Figura 1.Piesa model Figura 2.Piesa reala desfasurata

Avand in vedere forma piesei reale, nu apar dificultati in ceea ce priveste realizarea acesteia.Formele dreptunghiulare care dau conturul piesei pot fi executate fara probleme, nu exista proeminente dificil de realizat iar degajarile prezente pe schita pot fi executate odata cu decuparea.

Degajarile necesare pentru indoirea piesei se pot realize prin procesul de deformare, ca urmare a valorilor care corespund acelora din literatura de specialitate(prin vefificarea conditiilor si a determinarii razei minime de indoire):

Grosimea 0.8 mm

1.5 > g=0.8 ; 1 > rmin=0.4

2.3 Tehologicitatea suprafetelor obtinute prin perforare

Avand in vedere limitele procedeului de perforare in ceea ce priveste forma suprafetelor perforate precum si conditiile dimensionale si de pozitie relative, se compara aceste elemente de pe piesa model (Figura 1) cu situatii asemanatoare de pe piesa reala (Figura 2).

Figura 1.Conditii piesa model Figura 2.Piesa reala

Facand o analiza a celor doua figuri, se constata:

-distanta dintre marginile celor doua gauri 8.3>1.2-diametrul gaurii 8>0.56 ; diamaetrul celei de-a doua gauri 7>0.56-ambele distante dintre marginile gaurilor si fiecare margine corespondenta respecta conditia de pe desenul model

In concluzie, piesa se poate executa in conditii normale de deformare, fara a fi nevoie de interventia proiectantului.

2.4 Tehnologicitatea formelor indoite ale piesei

Grosimea 0.8mm

Pentru aceasta piesa apar in plus conditiile de tehnologicitate referitoare la raza minima de indoire, distanta minima intre marginea orificiilor si liniile de indoire, lungimea minima a laturii indoite.

Valorile acestor parametrii, rezultati de pe piesa reala(Figura 2) se compara cu valorile posibil de realizat, in conditii normale:

r>g h>2g

t>r+d2

Figura 1 Figura 2

-in cazul razei de indoire, avem r=1 > 0.8 , indeplinindu-se astfel prima conditie a indoirii;

-in cazul primului orificiu, distanta t1=9.2 > 1 + 4=5 , verificand astfel conditia de realizare;

-in cazul orificiului al doilea, avem t2 = 5.7 > 1+3.5=4.5 , si aici verificarea are rezultat pozitiv;

-deoarece cele doua margini de 17.2 sunt cele indoite, atunci avem h=17.2 > 2*0.8=1.6 , verificandu-se astfel si conditia laturilor indoite;

In concluzie, avand in vedere indeplinirea conditiilor de tehnologicitate pentru toate considerentele, se poate trece mai departe la urmatoarea etapa de proiect.

3. Analiza diferitelor variante de proces tehnologic

Avand in vedere cazul concret al prelucrarii prin procedee de deformare plastica la rece exista , in general, urmatoarele variante tehnologice de desfasurare a procesului de prelucrare:

-Pe stante si matrite simple;

-Pe stante si matrite complete;

-Pe stante si matrite combinate.

Astfel, pentru piesa dezbatuta in proiect se studiaza mai multe variante de process tehnologic pentru obtinerea acesteia:

Varianta 1:

-decuparea conturului ext. al piesei pe o stanta simpla de decupat (Figura 1)

Figura 1.

-perforarea semifabricatului astfel obtinut (Figura 2) pe o stanta simpla de perforat precum si perforarea a doua pe o astfel de matrita (Figura 3);

-indoirea in “L” a semifabricatului perforat pe o matrita simpla de indoit(Figura 4);

-indoirea celei de-a doua laturi a semifabricatului pentru obtinerea piesei in “Z” (Figura 5).

Figura 2 Figura 3 Figura 4 Figura 5

Varianta 2:

-perforarea si decuparea se pot realiza pe o stanta cu actiune succesiva (Figura 6);

Figura 6

-indoirile sunt realizate similar cu varianta precedenta(Figura 7 si Figura 8);

Figura 7 Figura 8

Varianta 3

-perforarea si decuparea pot fi realizate pe o stanta cu actiune simultana(Figura 9);

Figura 9

-indoirea se realizeaza ca in cazul precedent (Figura 10);

Figura 10 Figura 11

Varianta 4

-toate prelucrarile se realizeaza pe o aceeasi matrita combinata cu actiune succesiva (Figura 12).

indoire retezare slituire perforare2 perforare1

Figura 12

Varianta 5

-toate prelucrarile se realizeaza pe o singura matrita cu actiune succesiv-simultana (Figura 13).

Retezare+indoire perforare dubla Slituire

Figura 13

Varianta 6.

-toate prelucrarile se realizeaza la un singur post de lucru pe o matrita cu actiune simultana (Figura 14).

Figura 14

Aceste variante posibile de proces tehnologic sunt detaliate succinct dupa cum urmeaza in Tabelul 1:

Tabelul 1 [ 3 tab 5]

Nr.crt Varianta tehnologica

Denumirea operatiei

Denumirea fazei Schita operatiei

Denumirea sculei

Observatii

1 Pe scule simple

Decupare a.Introducere banda 1.decupareab.avansul benziic.scos piesa

Fig. 1Stanta simpla de decupat

-piesa se obtine prin prelucrari la 3 scule;

-precizia este redusa prin mutarea piesei la cele 3 posturi;

-sunt necesari 3 muncitori pentru operatie;

-productivitate scazuta

Perforare1 a.Introducere semifabricatb.orientare semifabricat1.perforareac.scos piesa

Fig. 2Stanta simpla de perforat

Perforare2 a.Introducere semifabricatb.orientare semifabricat1.perforareac.scos piesa

Fig.3Stanta simpla de perforat

Indoire1 a.Introdus piesa b.orientare1.indoirec.scoatere piesa

Fig.4Matrita simpla de indoit

Indoire2 a.Introdus piesa b.orientare1.indoirec.scoatere piesa

Fig.5Matrita simpla de indoit

2

Pe scule complexe

Perforare+decupare

a.Introdus banda1.perforareb.avans banda2.perforarec.avans3.decupatd.scos piesa

Fig. 6Stanta complexa

cu actiune succesiva

-piesa rezulta din trecerea pe la 2 scule;

-precizia este normala;

-sunt necesari 2 muncitori;

-productivitatea este scazuta din pricina formei indoite a piesei

Indoire 1 a Introdus piesab.orientare1.indoirec.scos piesa.

Fig. 7Matrita simpla

de indoit

Indoire 2 a Introdus piesab.orientare1.indoirec.scos piesa

Fig. 8Matrita simpla

de indoit

3

Perforare+decupare

a.Introdus banda1.perforare+decupareb.scos deseuc.scos piesa

Fig 9 Stanta complexa cu actiune simultana

Indoire 1 a.Introdus piesab.orientare1.indoirec.scos piesa

Fig. 10 Matrita simpla de indoit

Indoire 2 a.Introdus piesab.orientare1.indoirec.scos piesa

Fig. 11 Matrita simpla de indoit

4 Perforare1+perforare2+slituire+retezare+indoire

a.Introdus banda1.Perforare12.Perforare23.Slituire4.indoireb.scos piesa

Fig. 12Matrita

combinata cu actiune

succesiva

-este necesara o singura scula pentru prelucrare;-un singur muncitor asigura programarea sculei;-precizia de prelucrare este ridicata;-productivitate scazuta;

5 Slituire+Perforare1+Perforare2+Retezare+indoire

a.Introdus banda1.slituire2.perforare1+perforare23.Retezare+indoireb.scos piesa

Fig. 13

Matrita combinata cu

actiune succesiv-simultana

6 Perforare1+perforare2+decupare+indoire in ‘z’

a.Introdus banda1.perforare+decupare+indoireb.scos piesa

Fig.14Matrita

combinata cu actiune

simultana

4. Analiza croirii semifabricatului

Datorita ponderii mari (peste 70%) cu care intervine costul materialului in pretul piesei se impune ca alegerea unei croiri eficiente a semifabricatului sa duca la obtinerea piesei, cu un numar cat mai mic de deseuri, in limita obtinerii in conditii de tehnologicitate a piesei .

In continuare, sunt propuse mai multe variante de croire pentru piesa din Figura A :

Figura A

-croire dreapta, cu deseuri, pe un rand, cu asigurarea pasului prin intermediul poansonului de pas (Figura 1):

,Figura 1a=k1*k2*k3*a1= 0.8 * 1 =0.8 mm

b= k1*k2*k3*b1=0.8 * 1.5 =1.2 mm l=2*b + c + l1 = 2.4 + 1.5 + 20 =23.9 mm

- croire dreapta, cu deseuri, pe un rand, cu asigurarea pasului prin intermediul opritorului (Figura 2):

Figura 2

a1=1 mm

b1=1.5 mm

l1=20 mm

a1=1 mm

b1=1.5 mm

l1=20 mm

a=k1*k2*k3*a1= 0.8 * 1 =0.8 mm

b= k1*k2*k3*b1=0.8 * 1.5 =1.2 mm l=2*b + l1 = 22.4 mm

-croire inclinata, pe un rand, cu deseuri, cu asigurarea pasului de catre poansonul de pas (Figura 3):

Figura 3

a=k1*k2*k3*a1= 0.8 * 2 =1.6 mm

b= k1*k2*k3*b1=0.8 * 2 =1.6 mm l=2*b + c + l1 = 3.2 + 1.5 + 39.8 =44.5 mm

- croire dreapta, cu deseuri putine, pe un rand, cu poanson de pas (Figura 4):

Figura 4

a1=2 mm

b1=2 mm

l1=39.8 mm

a1=1 mm

l1=20 mm

a=k1*k2*k3*a1=0.8 * 1 mm

l= c + l1 = 1.5 + 20 =21.5 mm

- croire dreapta, cu deseuri putine, pe un rand, cu opritor (Figura 5):

Figura 5

a=k1*k2*k3*a1=0.8 * 1 mm

l= l1 = 20 mm

-croire fata in fata, cu deseuri, cu poanson de pas (Figura 6):

Figura 6

a1=1 mm

b1=1.5 mm

l1=35.8 mm

a1=1 mm

l1=20 mm

a=k1*k2*k3*a1= 0.8 * 1 =0.8 mm

b= k1*k2*k3*b1=0.8 * 1.5 =1.2 mm l=2*b + c + l1 = 3.2 + 1.5 + 35.8 =39.5 mm

- croire fata in fata, cu deseuri putine, cu poanson de pas (Figura 7):

Figura 7

a=k1*k2*k3*a1= 0.8 * 1 =0.8 mm

l=2*b + c + l1 = 3.2 + 1.5 + 35.8 =39.5 mm

-croire pe doua randuri, cu deseuri, cu poanson de pas (Figura 8):

a1=1 mm

l1=35.8 mm

a1=1 mm

b1=1.5 mm

l1=35.8 mm

Figura 8

a=k1*k2*k3*a1= 0.8 * 1 =0.8 mm

b= k1*k2*k3*b1=0.8 * 1.5 =1.2 mm l=2*b + c + l1 = 3.2 + 1.5 + 2 * 35.8 =76.7 mm

- croire fata in fata, cu deseuri putine, cu poanson de pas (Figura 9):

Figura 9

l=c + l1 =1.5 + 35.8 =37.26 mm

Pe baza acestor 8 variante posibile de croire se intemeiaza tabelul 1 in care se pun aceste variante cu toate detaliile necesare formarii unei imagini asupra intregii activitati de analiza a croirii:

Tabelul 1 [4 tab 5]

Nr.crt Variante de croire Modul de realizare a pasului

Schita croirii

Latimea benziiCalculat

a lc

Standardizata lstas

1 Cu deseuri Dreapta pe un rand

Cu poanson de pas Fig.1 23.9 252 Cu opritor Fig. 2 22.4 253 Inclinata pe

un randCu poanson de pas Fig. 3 44.5 45

4 Pe doua randuri

Cu poanson de pas Fig.8 76.7 80

5 Fata in fata Cu poanson de pas Fig. 6 39.5 406 Cu deseuri

putineDreapta pe un rand

Cu poanson de pas Fig. 4 22.5 25

7 Dreapta pe un rand

Cu opritor Fig. 5 20 20

8 Fata in fata Cu poanson de pas Fig. 7 36.3 40

9 Fara deseuri

Fata in fata Cu poanson de pas Fig. 9 37.26 40

Pe baza unor criterii tehnice si tehnologice, dintre multitudinea de scheme tehnic posibile, se vor selecta schemele de croire tehnic acceptate(S.C.T.A.).

Astfel, in tabelul 2 se vor prezenta concluziile rezultate in urma acestei selectari tehnice dupa cum urmeaza:

Tabelul 2 [4 tab 6]

Nr. SCTP

Criterii de selectare Decizie SCTA sau

SCTNTehnice Tehnologice

Contur curb

tangent

Forme complexe ale piesei

Conditii tehnice

de precizie

Productivitate Directie de

laminare

Complexitate scula

1 A A A A A N SCTN2 A A A A A A SCTA3 A A A A A N SCTN4 A A A A A A SCTA5 A A A A A A SCTA6 A A A A A N SCTN7 A A A A A N SCTN8 A A A A A N SCTN9 A A A A A N SCTN

Se observa cele 4 variante tehnic acceptate( acestea sunt 2, 4, 5) in ultima coloana, simbolizate prin SCTA.

In continuare, criteriul economic aplicat schemelor de croire tehnic acceptate va conduce la determinarea schemei de croire optime (SCO) , acest lucru fiind evidentiat in Tabelul 3:

-lungimea benzii a fost determinate cu relatia empirica: L=500γ . g [mm] = 80.12≈80 mm,

Unde: γ=7.8 kg/dm3

g=0.8 mm

Tabelul 3 [4 tab 7]

Nr. S.C.T.A. Criteriul economic Ierarhizarea schemelorKc [%]

2 67 34 69 25 86 1

Conform coeficientului de croire kc , in tabele au fost calculate valorile acestor coeficienti pentru fiecare varianta in parte, astfel:

Kc=n∗Ap∗l *100 [%] , unde: n- numarul de randuri de croire

A- suprafata piesei delimitata de cont ext.

p- pasul

l- latimea benzii .

A=633 mm2

In concluzie, pe baza rezultatului obtinut din calculul coeficientului de croire s-a obtinut o valoare maxima de 86% in cazul variantei 5 (Figura 5).Astfel, aceasta va fi varianta optima de croire aleasa.

5. Proiectarea schemei tehnologice

Schema tehnologica reprezinta o anumita dispunere a poansoanelor pe schema de croire optima, in asa fel incat coborata cu avansul semifabricatului sa permita obtinerea piesei.

In continuare, pe baza schemei de croire optima determinata la punctual anterior se vor adopta mai multe variante de scheme tehnologice tehnic posibile:

- schema tehnologica la care procesul de deformare se desfasoara la 6 posturi de lucru (Figura 1):

Figura 1

-schema tehnologica la care procesul de deformare se desfasoara la 5 posturi de lucru (Figura 2):

Figura 2

-schema tehnologica la care procesul de deformare se desfasoara la 4 posturi de lucru (Figura 3) :

Figura 3

- schema tehnologica la care procesul de deformare se desfasoara la 4 posturi de lucru (Figura 4, cu o concentrare diferita a poansoanelor pe posturile de lucru) :

Figura 4

Aceste variante de proces tehnologic, bazate pe aceeasi schema de croire optima, sunt analizate si se vor trage concluzii legate de schema tehnologica optima.

Pentru a determina schema tehnologica optima trebuie precizate restrictiile tehnice si tehnologice, dupa cum urmeaza:

-Conditiile tehnice impuse :

-In ceea ce priveste conditiile de forma si de precizie de executie al piesei, acestea sunt asigurate la toate variantele pentru faptul ca profilele perforate/decupate copiaza forma elementelor active ;

-in ceea ce priveste precizia de pozitie , pe baza faptului ca valoarea acesteia este invers proportionala cu numarul de posturi de lucru, schemele din Figurile 1, 2, 3 sunt cele mai putin precise.

-Conditia de distanta minima intre orificiile placii active:

-din acest punct de vedere,nici o varianta nu prezinta problema distantei prea mici intre orificii .

Intre schemele din figurile 3 si 4, o diferenta consta in existenta celor doua poansoane de diametru 1.6 , in cazul figurii 4, care asigura realizarea degajarilor necesare piesei.In figura 3, aceste degajari erau realizate de poansoanele de slituit iar pentru realizarea acestora(a poansoanelor) era nevoie de o prelucrare mai dificila.

-Asigurarea fomelor tehnologice pentru orificiile din placa activa:

-pe baza faptului ca ultima varianta nu respecta conditia de distanta minima, din celelalte variante de proces tehnologic se alege aceea care realizeaza piesa la cat mai putine posturi de lucru si care respecta conditiile de distanta minima si conditiile tehnice si tehnologice.

In concluzie, pe baza considerentelor si a celei mai bune metode stabilite mai sus, mai departe merge schema tehnologica din Figura 4.

6. Calculul fortelor si stabilirea pozitiei centrului de presiune :

Calculul fortelor de deformare este necesar pentru a putea dimensiona si verifica fiecare poanson, pentru a putea determina pozitia centrului de presiune si pentru a putea alege utilajul de presare.In tabelul 1 de mai jos sunt prezentate scjitele corespunzatoare poansoanelor incluse in echipament, precum si a fortelor ce actioneaza pentru prelucrare (liniile ingrosate corespund elementelor de contur care participa direct la deformare).

Tabelul 1 [6 tab 8]

Nr.

Crt

Forma si dimensiunile

sectiunii transversal a partii active a poansoanelor

Formule de calcul

Forta de deformare Forta totala pe

poansonul “i” [N]

Fst Find Fsc Fimp Fel

1 Fst=kL1gГ11731.4

-1496.8 1069.2

- 19467.3

2 Fst=kL2gГ21382.4

-1496.8 1069.2

25566.8

3 Fst=kL3gГ 6656 - 312.6 300.1 11495.2

4 Fst=kL4gГ 7321.6 -512.6

366.1 11495.2

5 Fst=kL5gГ 9148.4 - 640.4 457.5 10246.3

6 Fst=kL6gГ 10455.3 - 731.9 522.8 11710

7 Fst=kL7gГ 4992 - 349.5 249.6 5591.1

8 Fst=kL8gГ 3993.6 - 279.6 199.7 4472.9

9 Fst=kL9gГ 2091.1 - 146.4 104.6 2342.1

10 Fst=kL10gГ 2091.1 - 146.4 104.6 2342.1

11 Fin=σ c .b . g2

4. l0

- 457.2 - Q=460 457.2 1374.4

Forta totala de deformare: Ft=∑i=1

n

Fi106103.4

K=1.3Ksc=0.07

Kimp=0.05Г=400N/mm2

b=20mmg=0.8

- Determinarea pozitiei centrului de presiune:

Aceasta etapa este foarte importanta pentru procesul de deformare deoarece nestiind unde anume trebuie pozitionat cepul pe placa de capat, riscam sa compromitem mai multe elemente ale echipamentului de deformare (elemente de ghidare, elemente active) prin ridicare necorespunzatoare si neechilibrata.

Astfel, pentru determinarea centrului de presiune al cepului respective coordonatele centrului, in prima faza se va raporta schema tehnologica la un sistem de axe convenabil ales (Figura 1), folosind relatiile adecvate urmatoare:

Xcp=∑i=1

n

Fi . Xi

∑i=1

n

Fi ; Ycp=

∑i=1

n

Fi .Yi

∑i=1

n

Fi

Figura 1-raportarea schemei tehnologice la un sistem de axe XoY-

Astfel, se obtine:

Xcp=11710∗141+5591.1∗130+10246.3∗125.4+2∗2342.1∗95.3+2∗11945.2∗75+2∗23948.4∗49.8+4472.9∗37.2+1374.4∗18.5

108966.1

=77.69≈77.7

Ycp=5591.1∗10108966.1 =0.5

In concluzie, coordonatele centrului de presiune sunt : (77.7 ; 0.5)

2. Calculul de verificare al unor elemente componente :

Elementele componente ale unei stante sau matrite, care se supun in mod curent verificarii, sunt poansoanele, placile de capat si uneori placile active .

Poansoanele se verifica la compresiune si flambaj .Pentru verificarea la flambaj trebuie cunoscuta lungimea poansonului.Placile active si de capat, datorita constructiei acestora din oteluri aliate cu rezistenta foarte buna, aceste verificari nu mai sunt necesare.

- Verificarea poansoanelor la compresiune :

Verificarea la compresiune a poansoanelor se face pentru secţiunea transversală, cu arie minimă, conform relaţiei următoare:

σc = Fi/Amin ≤ Rmc [N/mm2] [TDPR-pag. 205-9.23]

unde:

Fi – forţa de deformare transmisă prin poansonul i;

Amin – aria minimă a secţiunii transversale;

Rmc – rezistenţa admisibilă la compresiune;

σc – tensiunea efectivă de compresiune

Rezistenţa admisibilă la compresiune pentru materialul poansonului este prezentă în tabelul 9.35:

Tabelul 9.35

[TDPR- tab. 9.35- pag.206]

Materialul Rezistenţa admisibilă la

compresiune Rmc,[MPa]

OL37 120…160

Verificarea poansoanelor de 8 si 7 :-pentru 8:

Amin = 3,14 x 42 = 50,26 mm2 σc = Fi/Amin = 11710/50.26=232.98 MPa

Fi =11710 N σc =232.98 MPa ≤ σac = 1000…1600 N/mm2 (A)

-pentru 7:

Amin = 3,14 x 3.52 = 38,48 mm2 σc = Fi/Amin = 10246.3/38.48=266.27 MPa

Fi =10246.3 N σc =266.27 MPa ≤ σac = 1000…1600 N/mm2 (A)

Se observa in urma calculelor ca aceste poansoane rezista la compresiune

Verificarea poansoanelor de 1.6 :

Amin = 3,14 x 0.82 = 2.01mm2 σc = Fi/Amin = 2342.1/2.01=1123.2 MPa

Fi =2342.1 N σc =1123.3 MPa ≤ σac = 1000…1600 N/mm2 (A)

Se observa ca si aceste doua poansoane suporta compresiunea .

Verificarea poansonului de pas:

Amin = 3x3 =9 mm2 σc = Fi/Amin = 5591.1/9=621.23 MPa

Fi =5591.1 N σc =621.23 MPa ≤ σac = 1000…1600 N/mm2 (A)

Poansonul rezista la compresiune

Verificarea poansoanelor de slituit 8x0.8 :

Amin = 8x0.8= 6.4 mm2 σc = Fi/Amin = 7268.7/6.4=1135.83 MPa

Fi =7268.7 N σc =1135.83 MPa ≤ σac = 1000…1600 N/mm2 (A)

Poansoanele rezista la compresiune

Verificarea poansoanelor de slituit 23.2x2.5 :

Amin = 23.2x2.5= 58 mm2 σc = Fi/Amin = 14297/58=246.5 MPa

Fi =14297 N σc =246.5 MPa ≤ σac = 1000…1600 N/mm2 (A)

Poansonul rezista la compresiune.

Verificarea poansoanelor la flambaj

Verificarea la flambaj a poansoanelor se face având în vedere soluţia constructivă adoptată pentru ghidarea acestora şi coeficientul de zvelteţe determinat cu relaţia următoare:

λ = lf/imin [TDPR-pag.206]

unde:

lf – lungimea de flambaj a cărei valoare este:

o lf = √2/2·l – pentru poansoane ghidate (in cazul de fata); [TDPR-pag.206]imin – raza minimă de inerţie a poansonului:

imin =√ I min /Amin

Imin – momentul de inerţie minim al secţiunii transversale a poansonului.

Valoarea obţinută pentru λ se compară cu o valoare λ0 pentru a se stabili relaţia ce va fi folosită pentru calculul efortului unitar critic de flambaj.

În cazul de faţă λ0 = 90 . (pentru oteluri dure) [TDPR-pag.206]

Pentru λ > λ0 , verificarea se face cu relaţia Euler:

Ficr=π2xExLmin/L2 [TDPR-pag.206]

Se verifică apoi coeficientul de siguranţă la flambaj:

Cef = σf / σc ≥ Ca

unde:

σc - efortul unitar de compresiune;

caf = 4 … 5

Verificarea poansoanelor de 8 si 7 la flambaj:

l = 40+30/2=55 mm

lf = √2/2·l = √2/2 x 55 = 38.9 mm

Imin = 3,14 x 84/64 = 233.9 mm

imin = √Imin/Amin = √233.9/3.14x42 = 2.15

λ = lf/imin = 38.9/2.15 = 18.09

Se observa ca valoarea obtinuta pentru λ = 18.9 este mai mica decat λ0.Deci poansoanele rezista la flambaj.

3. Calculul dimensiunilor nominale şi stabilirea abaterilor elementelor active :

Stabilirea corectă a formei şi dimensiunilor elementelor active utilizate în procesele de ştanţare are o importanţă capitală asupra posibilităţii de a obţine piesa în conformitate cu condiţiile tehnice impuse prin desenul de execuţie.

Având în vedere că poansonul pătrunde în placa de tăiere cu un joc foarte mic (de ordinul zecimilor de milimetri sau chiar mai mic - aproximativ 10% din grosimea materialului) şi că trebuie respectată condiţia de constanţă a acestuia pe conturul piesei, rezultă importanţa deosebită pe care o are stabilirea corectă a parametrilor geometrici ai elementelor active în procesul ştanţării.

În funcţie de procedeul pentru care sunt utilizate, de natura materialului de prelucrat, de precizia dimensională pe care trebuie să o. asigure piesei, de varianta tehnologică de execuţie, dimensiunile secţiunii transversale ale poansoanelor se determină în mod diferit. Astfel la ştanţare, dimensionarea elementelor active se face în mod diferit pentru perforare şi decupare. La perforare (Figura 1), precizia dimensională şi de formă a orificiului realizat este determinată de caracteristicile geometrice ale părţii active ale poansonului, placa activă având un rol secundar în acest caz. Pentru cazul în care execuţia elementelor active se face individual, în funcţie de modul de repartizare a toleranţei piesei faţă de dimensiunea nominală, se utilizeaza formulele prezentate în tabelul următor, pentru determinarea dimensiunilor nominale şi stabilirea abaterilor elementelor active(Tabelul 1):

Tabelul 1

Dispunerea toleranţei

piesei faţă de

dimensiunea nominală

Element activ

Execuţie individuală

Toleranţa dimensiunii

ştanţate este dispusă

simetric faţă de

dimensiunea nominală

Poanson dp = ( D + 0,20 T)∙ -Tp

Placa de

tăiere Dpl = ( D + jmin + 0,25 T )∙ +Tp

Fig. 1 Toleranţele elementelor active la perforare

În aceste relaţii: Dpl şi dp sunt dimensiunile orificiului din placa de tăiere respectiv ale poansonului ;D - dimensiunea orificiului executat în piesă; T - toleranţa la dimensiunea ştanţată, valoare extrasă din desenul de execuţie al piesei sau din STAS 11111- 88; Tpl şi Tp - toleranţele la dimensiune ale orificiului plăcii, respectiv ale dimensiunii poansonului; jmin şi jmax - jocul minim, respectiv maxim intre elementele active.

Jocul dintre elementele active şi toleranţele elementelor active la ştanţare se regăsesc în tabelul următor:

Grosimea

materialului g

[mm]

Materialul Toleranţele elementelor

active la ştanţare OL (>0,4% C)

jmin jmax Tpl Tp

0.8 0,050 0,090 0,020 0,012

[TDPR-pag.177-tab.9.3]

3.1 Calculul dimensiunilor nominale şi toleranţelor pentru poansoane

Calculul dimensiunilor nominale şi toleranţelor pentru poansoane:

- de 8 si 7:

d1 = (8 + 0,2 1.6)∙ -0,012 = 8.32-0,012 mm;

d2 = (7 + 0,2 1.6)∙ -0,012 = 7.22 -0,012 mm;

-de pas 3x3 :

d3 = (3 + 0,2 0.8)∙ -0,012 = 3.16-0,012 mm;

-de slituit 8x0.8 :

d4,5 = (8 + 0,2 1.2)∙ -0,012 = 8.14-0,012 mm;

-de slituit 23.2x2.5 :

d6 = (23.2 + 0,2 1.6)∙ -0,012 = 23.52-0,012 mm;

d7 = (2.5 + 0,2 0.8)∙ -0,012 = 2.66-0,012 mm;

-de perforat 1.6 :

d8.9 = (1.6 + 0,2 0.8)∙ -0,012 = 1.76-0,012 mm;

-de retezat 4x0.8:

d10 = (4 + 0,2 0.8)∙ -0,012 = 4.16-0,012 mm;

-de indoit 19.3x20 :

d11 = (19.3 + 0,2 1.6)∙ -0,012 = 19.46-0,012 mm;

d12 = (20 + 0,2 1.6)∙ -0,012 = 20.32-0,012 mm;

Dimensiunile tolerate pentru orificiile din placa active sunt reprezentate in desenul de executie

al acesteia, anexat la proiect, calculate cu aceeasi relatie ca sic ea pentru poansoane.

4. Realizarea desenelor de execuţie ale unor elemente active

Executarea practică a ştanţei sau matriţei proiectate presupune realizarea, pe lângă desenul de ansamblu, şi a desenelor de execuţie pentru toate elementele netipizate (standardizate sau normalizate). În această categorie intră elementele active, plăcile de extracţie, port-poanson, împingătoare, extractoare etc.

În cadrul proiectului se vor realiza numai desenele de execuţie, pentru placa activă şi pentru un poanson (la indicaţia conducătorului de proiect).

Fig.1.1 Poanson cu secţiune Fig.1.2 Poanson cu secţiune

constantă în trepte

În cazul poansoanelor asamblate prin nituire cu placa port-poanson, desenul de execuţie va reprezenta forma poansonului înaintea operaţiei de nituire (fig.1.1). După asamblare capul poansonului va avea forma reprezentată cu linie întreruptă. In cazul poansoanelor în trepte (fig.1.2), dimensiunea D± este corespunzătoare normelor tipizate, care asigură ajustajul menţionat în desenul de ansamblu. Dacă poansonul are aceeaşi secţiune pe toată lungimea lui (fig.1.1), atunci şi partea de asamblare cu placa port-poanson va avea aceleaşi caracteristici dimensionale cu partea activă a poansonului. Ajustajul cu placa port-poanson se va realiza prin modificarea corespunzătoare a abaterilor alezajului acestei plăci. Având în vedere tratamentul termic al poansoanelor (călire şi revenire la 54…58 HRC) pentru a putea fi asamblate prin nituire acestea se decălesc pe o lungime comparabilă cu grosimea plăcii port-poanson. Pentru celelalte moduri de asamblare această decălire nu este necesară.

Desenele de execuţie ale plăcilor active sunt deosebit de complexe. Ele conţin dimensiuni libere (fără abateri, STAS 2300-80) care se referă la dimensiunile de gabarit ale plăcii, la diametrele şi poziţia găurilor de şuruburi, precum şi dimensiuni cu abateri standardizate (clasa sa de precizie 6…8 după ISO), pentru dimensiunile care se referă la diametrele şi poziţia găurilor în care intră ştifturile (fig.2).

Fig. 2 Poziţionarea găurilor pentru şuruburi şi ştifturi

Având în vedere ca plăcile active se executa pe maşini – unelte cu comandă numerică, la stabilirea modului de cotare trebuie să se ţină seama de acest lucru. Având în vedere precizia acestor maşini (de ordinul micrometrilor), se poate aplica oricare din cele trei modalităţi de cotare: în serie, paralelă sau mixtă.

Pentru a asigura precizia cerută piesei, se recomandă legarea tuturor dimensiunilor găurilor, în care intră poansoanele, de gaura în care pătrunde poansonul de pas (fig.3). Toate aceste dimensiuni vor avea abateri (± s) în conformitate cu clasa de precizie în care se execută ştanţa sau matriţa (6...8 după ISO). Dimensiunile găurilor în care intră poansoanele vor avea abateri (±c) rezultate din calcul.

Fig. 3 Poziţionarea şi dimensionarea găurilor în care intră poansoanele

Astfel, pe baza indicatiilor specificate mai sus, s-a ales poansonul in trepte de 1.6

pentru realizarea desenului de executie precum sic el pentru placa active, cu

dimensiunile orificiilor tolerate conform relatiei de la capitolul anterior.

Desenele de executie sunt anexate la acest proiect.