proiect de disertatie

Upload: cristi-popescu

Post on 14-Jul-2015

414 views

Category:

Documents


18 download

TRANSCRIPT

UNIVERSITATEA POLITEHNICA TIMISOARA FACULTATEA DE MECANICA

PROIECT DE DISERTATIEINGINERIE INTEGRATA

COORDONATOR CONF.DR.ING. PIRCEA

ABSOLVENT DIPL.ING.POPESCU CRISTIAN - EUSEBIU

2003 - 2004

UNIVERSITATEA POLITEHNICA TIMISOARA FACULTATEA DE MECANICA

PROIECT DE DISERTATIEANALIZA TEHNOLOGICA ASISTATA DE CALCULATOR A FORMEI PRODUSULUI DE FABRICAT PRIN STANTARE - MATRITARE

COORDONATOR CONF.DR.ING. PIRCEA

ABSOLVENT DIPL.ING.POPESCU CRISTIAN - EUSEBIU2

2003 - 2004 Cuprins

1. Introducere Aspecte actuale si tendinte legate de ingineria asistata de calculator 1.1.Scurt istoric 1.2. 1.3.Aspecte actuale legate de ingineria asistata de calculator definitii, strategii 2. Proiectarea asistata de calculator a itinerarilor de stantare matritare 3. Procesul de stantare matritare 3.1.Analiza procesului de stantare; 3.1.2.Restrictii aplicate produselor fabricate prin stantare 3.2.Analiza procesului de indoire 3.2.1.Restrictii aplic 4. Tipuri de limbaje prezentare,comparatii 5. Structura algoritmului 6. Programul 7. Concluzii

3

1. Aspecte actuale si tendinte legate de proiectarea asistata de calculator1. Premizele implementarii sistemelor de proiectare tehnologica asistata Ca urmare a progresului stiintific si tehnic, societatea umana devine tot mai mult o societate informatizata, caracterizata prin patrunderea sistemelor automate de stocare, manipulare si prelucrare a informatiilor.Prelucrarea automata a informatiilor modifica profund activitatea umana, incepand cu etapa de conceptie continuand cu prelucrarea si controlul final al produsului obtinut. Calculatorul se utilizeaza pentru a executa lucrari obositoare, repetitive sau prea complexe pentru a le putea rezolva manual. Calculatorul este o masina care executa numai sarcinile incredintate. In principiu, calculatorul poate executa un numar limitat de operatii simple. Combinand aceste operatii intre ele se obtine sarcina pe care utilizatorul o incredinteaza calculatorului. Cunoscand viteza de calcul si posibilitatile oferite de calculator, apar noi directii de abordare-optimizare a conceptiei si executiei produselor. Data fiind complexitatea realitatii inconjuratoare, se impune o noua viziune in studiul proceselor si fenomenelor ce caracterizeaza procesele de prelucrare mecanica. Aceasta modalitate de abordare este reprezentata de teoria sistemelor. In ansamblul lor, sistemele de productie sunt intr-o profunda schimbare, iar aceasta este determinata de o serie de factori convergenti spre o singura maxima: a realiza mai ieftin, produse de calitate superioara, fara a polua. Acesti factori sunt efectul mondializarii, al reducerii duratei de lansare pe piata a unui produs cat si a duratei sale de viata, al luarii in consideratie a mediului inconjurator, al cresterii puterii informatice legate de retelele de comunicatie etc. [6]. Mondializarea pietelor se traduce prin deschiderea frontierelor concurentei cu o oferta mai numeroasa, care sporeste varietatea si reduce seriile de fabricatie.Reducerea duratei de lansare pe piata a produsului a evoluat paralel cu reducerea duratei sale de viata. Odata cu micsorarea duratei de maturitate a produsului se trece de la productia de masa la productia pe masura. Concurenta provoaca in mod natural o cursa pentru lansarea pe piata a noilor produse. Pentru a ramane competitive, intreprinderile trebuie sa faca astazi dovada unei foarte mari reactivitati, raspunzand rapid la aparitia unui produs concurent prin transformarea propriul produs. Pentru a castiga in productivitate, dupa epuizarea solutiilor la nivelul productiei, fabricantii au inteles ca un nou mod de organizare a procesului de conceptie ar permite pe de o parte reducerea la maxim a intoarcerilor consumatoare de timp, iar pe de alta parte o optimizare globala a produsului.In sfarsit, un element cheie al evolutiei tehnologice a acestor ultimi ani este, bineinteles, democratizarea calculatorului, care ofera posibilitatea fiecarui utilizator, de diferite profesii, sa foloseasca programe adecvate, sa lanseze aplicatii la distanta, sa foloseasca retele de calculatoare pentru a micsora timpul de raspuns. Conceptia produsului, a procesului sau de fabricatie si fabricatia asistata de calculator (CAD/CAPP/CAM) au ca domeniu de aplicatie ansamblul procesului de dezvoltare de noi produse si acopera deci aspectele de conceptie, fabricatie si legatura dintre ele. Se considera ca aceasta este tehnologia care foloseste informatica in ansamblul activitatilor procesului de conceptie si fabricatie [4]: elaborarea anteproiectului (caietul de sarcini, solutiile tehnologice, verificarea conditiilor, schema de principiu etc.); elaborarea proiectului (solutiile fizice, calculele de rezistenta etc.); pregatirea fabricatiei (elaborarea procesului de fabricatie); 4

fabricatia (comanda numerica, planificarea si conducerea operatiilor in atelier,controlul calitatii etc.); mentenanta (realizarea instructiunilor de utilizare a produsului, gestiunea service-ului in perioada de garantie etc.). O astfel de abordare a procesului de dezvoltare de noi produse este denumita inginerie integrata. Termenul a cunoscut o anumita evolutie, de la Computer Aided Acquisition and Logistic Support (CALS), Concurrent Engineering (CE) sau Simultaneous Engineering (SE),la Integrated Product Development (IPD). Concurrent engineering sau simultaneous engineering [KAL 01, LEE 99, CHA98], adica ingineria simultana (numita si paralela sau convergenta), poate fi defmita ca o abordare sistematica spre integrarea proiectarii simultane a produselor si proceselor legate de aceasta, incluzand fabricatia, activitati cu caracter pregatitor, mentenanta si multe alte considerente privind ciclul de viata al produselor cum ar fi seria necesara de teste, verificari, fiabilitatea, siguranta, factori umani si reciclarea materialelor.Scopul ingineriei simultane vizeaza proiectarea si fabricatia unui produs urmarindu-se o asemenea cale incat produsul sa satisfaca cerintele clientului in cea mai mare masura [CHA 98]. Ingineria traditionala abordeaza in mod serial activitatile, in vreme ce ingineria simultana abordeaza in paralel aceleasi activitati implicate in realizarea si vinderea produselor. Ingineria simultana este o strategie care reclama in mod necesar prezenta echipei interdisciplinare si ca tel suprem aceasta isi propune realizarea produselor bune de la tnceput. Efectele ingineriei simultane sunt spectaculoase, acestea regasindu-se in calitate, fiabilitate, productivitate, costuri, reciclabilitate etc. Desi ingineria simultana asigura o abordare simultana din mai multe directii a ingineriei produselor, rezultatele cele mai semnificative se observa in directiile conceptiei si fabricatiei. Ingineria integrata este definita ca o metodologie ce permite conceptia integrata si simultana a produselor si a proceselor de productie si de mentenanta asociate. Aceasta asigura luarea in considerare, inca de la origine, a tuturor fazelor ciclului de viata ale produsului, incepand cu conceptia si terminand cu eliminarea sa, integrand problemele de calitate, termene, costuri, exigente ale utilizatorului etc. 1.2.Aspecte actuale legate de ingineria asistata de calculator definitii, strategii Tehnica CAD/CAM, Ingineria cunostiitelor, Ingineria simultana, Fabricarea rapida a prototipurilor reprezinta confirmari de esenta ale aparitiei strategiilor positive, dependente in mod absolute de stiinta computerelor. Si in toate acestea, pregatirea tehnologica a fabricatiei isi gaseste a fabricatiei isi gaseste un rol nou, fundamental, pentru tehnica CAD/CAM, de liant cu puternice insertii informationale si de influenta in toate palierele ingineriei produselor. Computer-Aided Design (CAD), adica proiectarea asistata de calculator, este tehnica / tehnologia care priveste utilizarea sistemelor computerizate in vederea realizarii, modificarii, analizei si optimizarii proiectelor. Definitia este inspirata din [GRO 84]. Prin urmare orice program calculator orientat pe grafica computerizata si aplicatii care faciliteaza activiti ingineresti in procesele de proiectare este clasificat ca un software CAD. Computer-Aided Manufacturing (CAM),adica fabricatia asistata de calculator, este tehnica / tehnologia care priveste utilizarea sistemelor computerizate in vederea proiectarii / elaborarii / planuirii (cu sens de intocmire a unui proiect), conducerii si controlarii / supravegherii operatiilor de fabricate / prelucrare prin mijiocirea unei legaturi directe sau indirecte intre computer si resursele de productie ale uzinei. Una din cele mai importante aplicatii CAM este conducerea numerica (Numerical Control-NC) asistata de calculator, in literatura de specialitate consacrata pe plan mondial, programarea asistata de calculator a MUCN-urilor este denumita Computer-Aided Part Programming [KAL 01] sau Computer-Assisted Part Programming [LEE 99, CHA 98], activitate 5

care se poate abrevia prin CAPP, abreviere care de fapt se refera la Computer-Aided Process Planning [KAL 01, LEE 99, CHA 98], adica la proiectarea asistata de calculator a proceselor tehnologice. Deci iata ca aceasta abreviere poate provoca nedumeriri cititorului. Daca in mod restrictiv se considers cS proiectarea asistata de computer a proceselor tehnologice priveste numai procesele tehnologice conduse numeric (si cu acest aspect autorul nu este de acord, desi uneori din literatura de specialitate poate rezulta si acest sens), atunci nu mai poate fi vorba de confuzii in legatura cu ceea ce semnifica CAPP. De aici ar rezulta oarecum si justificarea incadrarii acestor activitati in CAM. Fata de cele de mai sus trebuie insa avut in vedere ca proiectarea tehnologica asistata de calculator se refera si la procese tehnologice care nu sunt conduse numeric si atunci confuziile sunt inerente. De aici rezulta necesitatea ca intre CAD-ul constructiv si CAM (referitor strict la fabricate) sa existe un palier de sine statator, axat pe proiectarea tehnologica cu tot ce tine de aceasta. Activitatile corespunzatoare sunt incadrate conform punctului de vedere al autorului in ceea ce s-a denumit CAD-T (CAPP). Alte functii pentru CAM sunt: programarea robotilor care opereaza in celulele de fabricate (sisteme flexibile de fabricatie) asigurand selectarea si poziponarea sculelor si/sau pieselor / semifabricatelor in vederea prelucrarii si/sau asmblarii [LEE 99]. Computer-Aided Engineering (CAE), adica ingineria asistata de calculator este ehnica / tehnologia care priveste utilizarea sistemelor computerizate in vederea analizei geometriilor obtinute prin CAD, permitand simulari si studii de optimizare. Una dintre cele mai importante aplicatii CAE este analiza cu elemente finite, in original Finite-Elemente Method (FEM), metoda utilizata in multe domenii in scopul realizarii de studii privind tensiunile / eforturile / deformatiile manifestate in piese, transferul de caldura, distribu{ia campului magnetic, curgerea fluidelor etc. Consider ca abrevierea de CAE nu este prea fericita, deoarece prin notiunea deinginerie asistata de calculator in mod logic nu ar trebui sa se inteleaga doar problemele privind aplicatiile anterior precizate. Ingineria asistata de calculator evident ar trebui sa insemne mult mai mult. Prin CAE ar trebui sa se inteleaga intregul domeniu caracterizat de utilizarea mijioacelor informatice in inginerie. In privinta conceptiei si exploatarii sistemelor CAD/CAM trebuie subliniat in mod cu totul deosebit faptul ca pregatirea tehnologica a fabricatiei reprezinta cheia de bolta a problemei, este piatra unghiulara. Elementul coordonator in ceea ce priveste pregatirea tehnologica a fabricatiei este furnizat dr proiectarea proceselor tehnologice, activitate cunoscuta in literatura de specialitate consacrata prin process planning [KAL 01, LEE 99, CHA 98]. Proiectarea proceselor tehnologice se refera la stabilirea / selectarea procedeelor si metodelor de productie / fabricatie, adica se refera la stabilirea succesiunii operatiilor de prelucrare / asamblare [IVA 80], stabilirea utilajelor si gamiturii de scule si dispozitive. In urma activita(ii de conceptie a proceselor tehnologice rezultatui este un document tehnologic de tipul planului de operatii / fisei tehnologice, numit in literature de specialitate consacrata routing scheet (sau route scheet sau operation scheet sail operation planning summary) [KAL 01, LEE 99]. Ca o necesitate a cresterii productivitatii in munca de conceptie a proceselor tehnologice, a aparut ceea ce in literatura de specialitate consacrata a capatat denumirea de Computer-Aided Process Planning (CAPP) [KAL 01, LEE 99, CHA 98], adica proiectarea asistata de calculator a proceselor tehnologice. CAPP-ul este o faza cheie, o faza extrem de importanta intre CAD si CAM, sistemele CAPP reprezentand o interfata, un pod intre proiectare si fabricatie [LEE 99].In literatura de specialitate s-au semnalat lucrari in care autorii au incadrat, intr-un anumit fel, sarcinile de proiectare tehnologica in CAD. Astfel lucrarea [CHA 98] discuta despre sisteme CAD/NC ca fiind sistemele care proiecteaza / elaboreaza programele NC din chiar faza de CAD. Totul este cat se poate de clar si alte comentarii sunt inutile. Literatura de specialitate consacrata clasifica sistemele CAPP in doua grupe importante [KAL 01, LEE 99, CHA 98]: sisteme CAPP care permit proiectarea proceselor tehnologice prin determinarea de 6

variante tehnologice selectate dintr-un proces tehnologic normalizat, memorat in calculator (fisier), in funcpe de caracteristicile pieselor implicate; in original, aceasta posibilitate de proiectare este denumita variant system (sau variant approach) [KAL 01, LEE 99, CHA 98]; aceste sisteme se bazeaza pe gruparea pieselor in familii, fiind deci vorba de asocierea unor procese tehnologice normalizate cu anumite familii de piese, utilizandu-se conceptul de tehnologie de grup (group technology concept ) 00, CHA 98]); sisteme CAPP care permit generarea automata a proceselor tehnologice in baza unor proceduri logice care deriva din algoitmizarea etapelor aferente proiectarii traditionale; in original aceasta metodalitate de proiectare tehnologica poarta denumirea de generative system (sau generative approach). 1.3. Obiectivele lucrarii Lucrarea isi propune sa furnizeze specialistului in domeniul conceptiei si fabricatiei mecanice, in special tehnologilor din domeniul presarii la rece, instrumentele necesare unei adaptari rapide la cerintele activitatii productive actuale, instrumente care sa-i permita folosirea calculatoarelor in activitatea de proiectare constructiva si tehnologica. Aceasta lucrare reprezinta doar primul pas, inceputul unei teme mult mai ample, care se doreste sa rezolve problema Proiectarea asistata de calculator a itinerariilor de stantare - matritare, lucrare ce reprezinta tema cercetata pentru acordarea titlului de doctor inginer. Proiectarea asistata de calculator in domeniul prelucrariilor prin deformare plastica la rece, constituie Cerintele actuale ale industriei romanesti sunt directionate spre o mai mare adaptabilitate si flexibilitate pentru a putea raspunde eficient cerintelor economiei de piata. Concurenta in domeniile activitatilor productive impune ca element obligatoriu cresterea nivelului calitativ al produselor, combinata cu reducerea timpilor si cheltuielilor aferente pregatirii fabricatiei. Realizarea acestor cerinte nu este posibila fara aportul mijloacelor informatice. Din analiza evoluiei istorice a informatizarii proceselor de productie se observa ca sistemele existente sunt specifice marii industrii, intrucat numai acesti producatori au putut suporta cheltuielile foarte mari pentru conceptia si fabricatia asistata de calculator. Au rezultat sisteme performante de conceptie constructivtehnologica caracterizate prin preturi apreciabile. Intrucat programele specializate pentru conceptia constructiv tehnologica sunt scumpe si uneori dificil de adaptat cerintelor intreprinderilor productive, ingineiul trebuie sa-si dezvolte algoritmii proprii precum si programele aferente. Sarcina tehnologului este cu atat mai dificila, cu cat trebuie sa se adapteze mai eficient la cerintelor momentului. Daca in domeniul proiectarii constructiv-functionale exista un volum relativ mare de informatie si de mijioace software, in domeniul tehnologiilor de prelucrare informatiile sunt protejate. Tehnologul trebuie sa se adapteze sistemelor de conceptie asistata, sa-si realizeze propriile instrumente pentru a atinge nivelul competitivitafii actuale. Dat fiind faptul ca preocuparile mondiale in domeniul conceptiei si fabricatiei asistate pe directia proceselor prelucrarii la rece sunt prezentate ca niste componente ale unui acelasi sistem (conceptele CFAO-CAD/CAM), sarcina autorilor este cu atat mai dificila. Nu este posibila obtinerea rezultatelor scontate prin folosirea tehnicii de calcul si a programelor aferente fara analiza completa si corecta a componentelor sistemului de conceptie si fabricate. Aceasta analiza permite definirea corecta a problemelor si subproblemelor specifice proiectarii asistate in domeniul tehnologiilor de prelucrare. Folosind analiza sistemica a procesului de conceptie si fabricatie a produselor specifice constructiei de masini, tehnologul poate preciza domeniile de abordare, cerintele si restrictiile impuse de natura procesului sau de mediul exterior, stabilind criteriile de optimizare ce trebuie indeplinite. Dupa stabilirea structurii sistemice a procesului abordat este necesara stabilirea delimitarilor (frontierelor) subsistemului studiat, a 7

criteriului (criteriilor) de optimizare si a restrictiilor impuse de mediul exterior.Rezolvarea acestor probleme impune redefinirea conceptului de model. Intrucat disciplinele studiate prezinta o mare diversitate de modele matematice specifice proceselor mecanice trebuie acordata o atentie speciala transformarii modelelor matematice in modele numerice si informatice. De cele mai multe ori, tehnologul trebuie sa rezolve probleme despre care are prea putine informanti. Proiectarea tehnologiilor de prelucrare pentru materiale noi sau aplicarea unor procedee de prelucrare pentru care nu se cunosc parametrii tehnologici trebuie precedate de cercetari amanuntite. Sunt cunoscute posibilitatile oferite de cercetarea statistica a proceselor de prelucrare si in acest context trebuie acordata o mare atentie posibilitatilor de modelare statistica, Se acorda o mare atentie programarii experimentului, testelor statistice si posibilitatilor de validare si apoi de optimizare a modelelor, astfel obtinute. Este cunoscut faptui ca un proiect tehnologic pleaca si de la caracteristicile geometrice ale pieselor. Cu toate ca elementele modelarii geometrice sunt specifice proiectarii constructive asistate, modelarea geometrica este un mijioc important pentru realizarea modelului informatic al proiectului tehnologic. Modelarea geometrica este deosebit de importanta pentru proiectarea asistata a tehnologiei de prelucrare a pieselor cu geometric complexa de tipul caroseriilor de autoturisme, sau a diferitelor piese intalnite in aeronautica, sau in domeniul maritim. Realizarea acestor piese presupune folosirea masinilor - unelte cu comanda numerica, iar pozitionarea corecta a sculelor m raport cu piesa necesita. cunoasterea procedeelor matematice de interpolare si a posibilitatilor definire a suprafetelor si corpurilor in 3D. lata de ce se apreciaza ca fiind necesare elementele modelarii geometrice. Validarea formei geometrice pentru o piesa din constructia de masini este posibila prin calcule organologice si verificari constructiv-tehnologice. Intrucat calculele organologice realizate manual se bazeaza pe o multitudine de ipoteze simplificatoare in conceptia asistata se folosesc din ce in ce mai mult metode numerice de tip variational, metoda elementelor finite, m elementelor de fi-ontiera etc. Modelarea starii de defon-na^ii si eforturi, 1. lucrarea mecaoica, constituie o cale pentru imbunata^irea tehnologiili execute. La prelucrarile prin defbrmare plasdca la cald si la rece metod mentelor finite este folosita pe scara larga. Cunoa$terea metodelor si a p piilor de modelare, precum si a posibilitatilor de optimizare a rezultatelo] ceselor de fabricatie, reprezinta un instrument indispensabil m activitati ginerilor tehnologi. 0 parte a lucrarii prezinta proiectarea asistata a tehnologiilor d( luci^ire pe masini-unelte cu comanda nunierica. Majoritatea referinteli bliogt-afice prezinta problema proiectarii manuale si sistemele de proil asistata. folosite m diferite mtreprinderi din ^ara. tn acest capitol se prez succinta analiza a proeeselor de proiectare manuala pentru unul dintrf

8

2. Proiectarea asistata de calculator a itinerarilor de stantare matritareLa stabilirea unui proces tehnologic de executie de presare la rece trebuie solutionate probleme privind privind: - analiza tehnologica a formei piesei; - dimensionarea semifibricatului si problema croirii; - definirea succesiunii si combinarii prelucrarilor impuse de executie; - efectuarea calculelor tehnologice de interes pentru alegerea utilajuluisi proiectarea sculei (proiectraea sculei, forte, lucru mecanic si puteri ); - stabilirea utilajului necesar; - proiectarea sculelor; - normarea lucrarilor. Concretizarea unei tehnologii printr-un proces tehnologic consta in proiectarea procesului tehnologic respectiv. Proiectarea rationala a unui process tehnologic de prelucrare prin presare la rece se realizeaza parcurgind anumite etape principale. Astfel, pornind de la datele initiale continute in tema de proiectare se analizeaza proiectul de executie al piesei cu conditiile tehnice impuse, semifabricatele ce pot fi folosite si procesele tehnologice similare existente. Se trece la proiectarea procesului tehnologic in cadrul careia se stabilesc operatiile si variantele de process tehnologic. Urmeaza analiza detaliata a operatiilor in cadrul careia se intocmeste schita operatiei sau schema tehnologica cu precizarea orientarii semifabricatului, se stabilesc fazele operatiei si se allege utilajul necesar, se face normarea tehnica si se stabileste costul prelucrarii. Folosind elementele determinate pentru fiecare operatie din cadrul variantelor de process tehnologic se alege varianta optima tinind seama de conditiile date prin tema, pentru care se intocmeste documentatia tehnologica necesara lansarii in fabricatie a produsului. Pe baza procesului tehnologic stabilit se trece la proiectarea stantelor si matritelor, precum si a unor echipamente tehnologice necesare realizarii lui. Toate aceste probleme referitoare la stabilirea procesului tehnologic se rezolva intr-un sistem CAD- CAM, prin aceasta rezolvindu-se o serie de probleme legate de limitarea timpului necesar realizarii procesului tehnologic, o productivitate mai mare. Proiectarea asistata de calculator a itinerarilor tehnologice de stantare matritare in cazul procesarii produselor complexe (problema mai complexa), ca de altfel si in cazul proiectarii clasice a tehnologiei de presare la rece,precum si a proiectarii stantelor si matritelor,presupune parcurgerea mai multor etape: 1. Analiza tehnologica asistata de calculator a formei produsului de fabricat prin stantare matritare; 2. Realizarea schemei de croire optima prin proiectarea cu ajutorul calculatorului; 3. Stabilirea schemei cu ajutorul calculatorului electronic. Intre aceste probleme exista interdependenta si intrepatrunderi. Astfel, definirea corecta a succesiunii si combinarii prelucrarilor se va putea face doar in urma conturarii sub aspect principial - , a constructiei si functionarii sculelor aferente si tinind totodata seama de restrictiile legate de caracteristicile tehnice ale utilajelor din dotarea unitatii industriale in cauza. 9

Analiza tehnologica a formei piesei se face pentru a defini posibilitatea executiei (integral sau partial) a reperului de uzinat, prin prelucrari de presare la rece. Se precizeaza totodata, in variante, caracterul concret al acestor prelucrari.Analiza se face pornindu-se de la forma si dimensiunile date ale reperului care trebuie executat prin stantare matritare. Posibilitatea executiei se defineste pe baza: - corelarii proprietatilor tehnologice ale materialului cu deformatiile ce survin la prelucrarile precizate (prelucrabilitate prin presare la rece); - incadrarii cerintelor constructive ale reperului in conditiile privind formele si preciziile realizabile prin presare la rece. In acest caz, reperul trebuie sa satisfaca cerinte functionale cit si tehnologice privind incadrarea in STAS 11111 86 cu privire la abaterile limita pentru dimensiuni fara indicatii de toleranta ale pieselor obtinute prin taiere, indoire, ambutisare. Semifabricatul aferent realizarii unei piesei se obtine din produse laminate sub forma de foi de tabla, benzi sau profile. Pentru piese obtinute prin operatii bazate pe taiere, semifabricatul rezulta direct din forma si dimensiunile piesei. La piese de mare precizie, unde se realizeaza si calibrari prin taiere, se ia in considerare si adaosul de prelucrare pretins de aceasta operatie. Pentru piese spatiale, obtinute prin taiere si deformari plastice, se stabileste forma si dimensiunile semifabricatului plat (desfasurat) de la care porneste prelucrarea. Analiza tehnologica asistata de calculator a formei produsului de fabricat prin stantare matritare presupune realizarea a doua etape: - una de realizare a descrierii geometriei piesei; - a doua de verificare a formei piesei din punct de vedere al tehnologicitatii piesei. Descrierea geometrica a piesei se realizeaza cu algoritmi utilizati la reprezentarile grafice bidimensionale,deci, in principiu se pot folosi oricare din programele de grafica generala bidimensionala. Pentru realizarea celei de a doua etape,se poate realiza un pro Abateri limita pentru dimensiuni fara indicatii de toleranta ale pieselor obtinute prin taiere,indoire sau ambutisare (extras din STAS 11111 - 86). 1. Abaterile limita si tolerantele geometrice stabilite in standard se refera la zona de taiere neteda, figura 1.

Figura 1. Aspect al bavurii obtinute la taiere 2. Standardul stabileste trei clase de precizie 1,2 si 3. 3. Abaterile limita pentru dimensiunile liniare ale pieselor, cu exxeptia razelor de racordare, sunt in functie de grosimea nominala a produsului plat utilizat,conform tabelului 1.

10

Tabelul 1 Dimensionarea nominala [mm] de la 1 pina la 6

peste 6 pina la 10 peste 10 pina la 25 peste 25 pina la 63 peste 63 pina la 160 peste 160 pina la 400

Clasa de precizie 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

Grosimea semifabricatului[mm] de la 0,1 la 1 peste 1 pana la 3 Abateri limita 0,1 0,15 0,2 0,3 0,4 0,5 0,15 0,2 0,3 0,4 0,6 0,8 0,2 0,25 0,4 0,5 0,8 1 0,25 0,3 0,5 0,6 1 1,2 0,3 0,4 0,6 0,8 1,2 1,5 0,5 0,6 1 1,2 1,5 2

peste 3 pina la 6

0,2 0,4 0,8 0,25 0,5 1 0,3 0,6 1,2 0,4 0,8 1,5 0,5 1 2 0,6 1,2 2,5

4. Valoarea maxima admisa pentru inaltimea bavurii (fig.1) este egala cu abaterea limita superioara din tabelul 1 pentru dimensiunea nominala de la 1 pina la 6, in functie de clasa de precizie si grosimea semifabricatului. Inaltimea bavurii Clasa de Grosimea semifabricatului [mm] precizie de la 0,1 la 1 peste 1 pana la 3 peste 3 pina la 6 1 +0,1 +0,15 +0,2 2 +0,2 +0,3 +0,4 3 +0,4 +0,5 +0,8 5. Abaterea limita pentru razele de racordare ale pieselor plate se indica in tabelul 2. Tabelul 2

11

Dimensionarea nominala [mm]

Clasa de Grosimea semifabricatului[mm] precizie de la 0,1 la 1 peste 1 pana la 3 Abateri limita de la 1 pina la 6 1 0,2 0,3 2 si 3 0,4 0,6 peste 6 pina la 10 1 0,3 0,4 2 si 3 0,6 0,8 peste 10 pina la 25 1 0,4 0,5 2 si 3 0,8 1 peste 25 pina la 63 1 0,5 0,6 2 si 3 0,1 1,2 peste 63 pina la 160 1 0,8 1 2 si 3 1,6 2 peste 160 pina la 400 1 1 1,2 2 si 3 2 2,4

peste 3 pina la 6

0,5 1 0,5 0,1 0,6 1,2 0,8 1,6 1,2 2,4 1,5 3

6. Abaterile limita pentru dimensiunile unghiulare ale pieselor plate sunt redate in tabelul 3.

Clasa de precizie Abateri limita 1 1 32 ' 2 si 3 3

Tabelul 3 Lungimea laturii mai scunde a unghiului de la 1 pina la 10 peste 10 pina la 63 peste 63 pina la 160 peste 160 pina la 400 50 ' 25 ' 15 ' 30 '

2

1

7. Tolerantele la coxialitate si la simetrie ale pieselor plate sunt egale cu cimpul de toleranta stabilit in tabelul 1, dimensiunea nominala considerindu-se dimensiunea celui mai mare element dintre cele analizate. 8. Abaterile limita pentru dimensiunile liniare ale pieselor profilate, piese obtinute din produse plate prin operatii de deformare (indoire, ambutisare), cu exceptia razelor de racordare, sunt indicate in tabelul 4. Tabelul 4

12

Dimensionarea nominala [mm] de la 1 pina la 6

peste 6 pina la 10 peste 10 pina la 25 peste 25 pina la 63 peste 63 pina la 160 peste 160 pina la 400

Clasa de precizie 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

Grosimea semifabricatului[mm] de la 0,1 la 1 peste 1 pana la 3 Abateri limita 0,2 0,3 0,4 0,6 0,8 1 0,3 0,4 0,6 0,8 1,2 1,6 0,4 0,5 0,8 1 1,6 2 0,5 0,6 1 1,2 2 2,4 0,6 0,8 1,2 1,6 2,5 3 1 1,2 2 2,4 3 4

peste 3 pina la 6

0,4 0,8 1,6 0,5 1 2 0,6 1,2 2,5 0,8 1,6 3 1 2 4 1,2 2,4 5

9. Abaterile limita pentru razele de racordare ale pieselor profilate sunt conform tabelului 5. Tabelul 5 Dimensionarea nominala [mm] de la 1 pina la 6 Clasa de precizie 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 Grosimea semifabricatului[mm] de la 0,1 la 1 peste 1 pana la 3 Abateri limita 0,4 0,6 0,6 0,6 1 1,2 2 1,6 2 1 1,2 2 2,5 2,5 4 1,2 1,5 2,5 4 4 6 1,5 2 4 6 6 10

peste 3 pina la 6 -

peste 6 pina la 10 peste 10 pina la 25 peste 25 pina la 63 peste 63 pina la 160

1,2 2,5 2,5 1,5 4 4 2 6 6 2,5 10 1013

peste 160 pina la 400

1 2 3

2 6 10

2,5 10 15

4 15 15

10. Abaterile limita pentru dimensiunile unghiulare ale pieselor profilate sunt conform tabelului 6. Tabelul 6 Clasa de precizie Lungimea laturii mai scurte a unghiului de la 1 pina la 10 peste 10 pina la 40 peste 40 pina la 80 peste 80 Abateri limita Pentru toate clasele 3 1 30 ' 2 1 11. Tolerantele la coaxialitate si la simetrie ale pieselor profilate sunt egale cu cimpul de toleranta precizat in tabelul 4, dimensiunea nominala considerindu-se dimensiunea celui mai mare element dintre cele analizate.

Materiale folosite pentru prelucrari prin deformare plastica la rece Caracteristici mecanice ale unor materiale Dimensiuni uzuale de livrare pentru table si benzi TABLE BENZI Latime x lungime [mm] Lungimi uzuale [mm] 500 x 1000; 2000 700 512 x 712 750 600 x 1000 800 700 x 1000; 900 1400;1450;1500 710 x 1420 1000 750 x 1500; 2000 1250 800 x 1600; 2000 1400 1000 x 1000; 2000 1500 1250 x 2500 1400 x 2900 1500 x 3000 Observatie: Latimi cu valori mai mici de 700 mm, in cazul benzilor, se obtin prin fisiere la : 10; 12; 14; 16; 18; 20; 22; 25; 28; 30; 32; 40; 45; 50; 55; 60; 65; 70; 80; 90; 95; 100; 110; 120; 130; 140; 150; 200; 250; 300; 400; 500. Procesul de taiere Taierea constituie o grupa de procedee de prelucrare plastica la rece la care are loc separarea materialului, totala sau partiala, dupa un contur inchis sau deschis. Dupa utilajul folosit, aceste procedee se impart in doua subgrupe si anume: taierea la foarfece si taierea cu stante. TAIEREA PE STANTE Conditii de forma si precizie 14

a a

Fig.1. Piesa pentru vizualizarea restrictiiilor a. La utilizarea placilor active monobloc de taiere, considerentele de durabilitate ale acestui element active impun restrictiile de forma indicate prin figura , respectiv tabelul Tabelul Valori limita minime ale razelor de racordare R Decupare Perforare 90 g Forma piesei

a > 0,7g

a > 0,8g

Conditia impusa a (1,5 2)g

a 0,8g

a 0,9g

La piese indoite si ambutisate , pozitia orificiilor se stabileste conform schitelor si relatiilor din figura .

16

d 2 < D 2r D1 > D + 2 g + 2r1 + d1 D2 D1 + 3 g + d1 m1 r + d 2

e. Elementele de forma ale conturrurilor de taiere care se impun in cazul taierii pe stante cu un element active elastic se precizeaza in tabelul 4.13, pentru scule cu cauciuc, respective 4.14, pentru scule cu poliuretan. Tabelul Schita si relatie dimensionala

b1 300 Q ; R 25 Q

R 1,6 10 5 (180 ) Q3

d 200 Q

b2 200 Q ; R 0,5b2

R1 25Q b1 300 Q b1 320 Q

R 3,5 10 5 (180 ) Q3

R 3,5 10 5 (180 ) Q3

Nota:Q=b 120 Q

Rm g q

; R 25Q

g - grosime semifabricat; q - presiune specifica de forfecare.

Rm - rezistenta la rupere;

Elemente de forma la stante de taiere cu poliuretan

B [mm]

Grosimea

A [mm] 17

peste Pina la 100

materialului g [mm] peste Pina la 1 3 6 1 3 6 1 3 6 1 3 6 1 3 6 1 3 6 1 3 6 1 3 6 1 3 6 10 1 3 6 10 1 3 6 10 1 3 6 10 1 3 6 10 1 3 6 10 1 3 6 10 1 3 6 10

100

200

200

400

400

700

-

100

100

200

200

400

400

700

Pina la 50 100 150 250 400 50 100 150 250 400 700 0,3 0,4 0,5 0,5 0,8 1 0,5 0,6 0,8 0,8 1 1,2 0,6 0,8 1 1 1,2 1,5 0,8 1 1,2 1,4 1,7 2 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 1,2 0,5 0,6 0,8 1 1,2 1,5 0,6 0,8 1 1 1,2 1,5 0,8 1 1 1,2 1,5 1,8 0,5 0,6 0,8 0 1 1,2 0,6 0,8 1 1 1,2 1,5 0,8 1 1,2 1,5 1,8 2 1 1,2 1,5 2 2 2,5 0,6 0,8 1 1 1,2 1,5 0,8 1 1,2 1,5 1,8 2 1 1,2 1,5 2 2 2,5 1,2 1,5 2 2,5 2,5 3 1,5 0,5 0,8 1 1,6 2 0,8 1 1,5 1,5 2 2,2 1 1,5 1,5 2 2 2,5 1 1,5 2 2 2,5 3 0,8 1 1,5 1,5 2 2,2 1 1,5 1,5 2 2 2,5 1 1,5 2 2 2,5 3 1 1,5 2 2 2,5 3 0,8 1 1,5 1,5 2 2,2 1 1,5 1,5 1,5 2 2,5 1 1,5 2 2 2,5 3 1,5 2 2,5 2,5 3 3,5 1 1,5 1,5 2 2 2,5 1 1,5 2 2 2,5 3 1,5 2 2,5 2,5 3 3,5 2 2,5 3 3,5 3,5 4

f. La prelucrarile de taiere dupa conturul exterior sau interior pe prese revolver in coordonate, functie de forma sculelor interschimbabile, se pot realize prelucrari exemplificate in figura .

18

Dimensionarea semifabricatelor In cazul pieselor obtinute exclusiv prin prelucrari de taiere, dimensiunile semifabricatelor sunt identice cu dimensiunile contururilor exterioare ale pieselor vizate a se executa. Exceptie constituie doar cazul pieselor pentru care se prevede, dupa prelucrarea pe o stanta normala de taiere,efectuarea unei operatii de calibrare prin taiere (curatire). Pentru aceste cazuri se lasa un adaos de prelucrare de valoare indicate in tabelul . Grosimea materialului mm 0,5 1,6 1,6 3,0 3,0 4,0 4,0 5,2 Alama, otel moale Otel de duritate medie Otel dur minim 0,10 0,15 0,20 0,25 maxim 0,15 0,20 0,25 0,30 minim 0,15 0,20 0,25 0,30 maxim 0,20 0,25 0,30 0,35 minim 0,15 0,20 0,25 0,30 maxim 0,25 0,30 0,35 0,40

Obs. - pentru contururi complexe si de gabarit de peste 20 25 mm, valorile de adaos din table se majoreaza cu 50 60 %; - efectuind calibrarea prin taiere prin operatii repetate (2 operatii la contururi simple si g > 3 mm sau contururi complexe si g 3 mm, respective 3 operatii la contururi complexe si g > 3 mm), la operatii 2 si 3 se adopta valori minime de adaos de prelucrare. A. Decupare Dimensiunile pisei mm Grosimea materialului Pina la 50 Peste 50 Peste 120 Peste 260 mm pina la 120 pina la 260 pina la 500 Peste 0,2 la 0,5 0,1/0,03 0,15/0,05 0,2/0,08 0,3/0,1 Peste 0,5 la 1,0 0,15/0,0 0,2/0,06 0,3/0,1 0,4/0,15 4 Peste 1,0 la 2,0 0,2/0,06 0,3/0,1 0,4/0,12 0,5/0,15 Peste 2,0 la 3,0 0,3/0,1 0,4/0,12 0,5/0,15 0,6/0,2 Peste 3,0 la 4,0 0,4/0,1 0,5/0,15 0,6/0,2 0,8/0,25 Peste 4,0 la 6,0 0,5/0,3 0,6/0,4 0,8/0,5 1,0/0,7 Peste 6,0 la 1,0 0,7/0,5 0,8/0,5 1,0/0,7 1,2/0,8 B. Perforare Dimensiunile orificiului Grosimea materialului Pina la 10 Peste 10 Peste 50 mm pina la 50 pina la 100 Peste 0,2 pina la 1,0 0,06/0,02 0,08/0,04 0,1/0,08 Peste 1,0 pina la 4,0 0,08/0,03 0,1/0,06 0,12/0,1 Peste 4,0 pina la 10 0,1/0,06 0,12/0,1 0,14/0,15 19

C.Distanta intre orificii Grosimea materialului Distanta intre orificii mm Pina la 50 Peste 50 Peste 150 pina la 150 pina la 300 0,1/ 0,03 0,15/ 0,05 0,2/ 0,08 0,12/ 0,04 0,20/ 0,06 0,3/ 0,1 0,15/ 0,06 0,25/ 0,08 0,35/ 0,12 0,2/ 0,08 0,3/ 0,10 0,4/ 0,15 D. Distanta de la orificiu la conturul piesei Grosimea materialului Distanta de la orificiu la contur mm Pina la 50 Peste 50 Peste 150 pina la 150 pina la 300 0,5/ 0,25 0,6/ 0,3 0,7/ 0,35 0,5/ 0,25 0,6/ 0,3 0,7/ 0,35 0,6/ 0,3 0,7/ 0,35 0,8/ 0,4 0,2/ 0,08 0,8/ 0,4 1,0/ 0,6 E. Distanta de la baza piesei indoite la axa orificiului (indoire dupa perforarea orificiilor) Modalitatea de fixare a semifabricatului in scula Abaterea ( 0,3... 0,4 ) g Fara stringere ( 0,05 ... 0,1) g Cu stringere elastica ( 0,1... 0,2 ) g Cu fixare dupa orificii

Procesul indoirii pieselor Indoirea la rece a pieselor din tabla sau din alte laminate profilate prezinta un proces de deformare elastico plastica, realizat pe seama deformatiilor remanente care apar in materialul supus deformarii. La indoire, straturile de metal situate spre exteriorul piesei se intend in longitudinala producind alungirea materialului si se comprima in directie transversala determinind ingustarea 20

piesei. Straturile de metal situate spre interiorul piesei se comprima in directie longitudinala si se lungesc in directie transversala producind latirea piesei. Intre straturile de metal intinse si cele comprimate se afla stratul neutru , O O, a carui lungime este egala cu lungimea initiala a semifabricatului. Din punct de vedere tehnologic se cunosc doua cazuri de indoire,si anume: indoirea cu raza de curbura mica la care ii corespunde un grad mare de deformare plastica a materialului; indoirea cu raza de curbura mare careia ii corespunde un grad mic de deformare plastica a materialului. Se poate afirma ca raza de curbura este parametrul care influenteaza in cea mai mare masura continutul si desfasurarea procesului tehnologic de presare cit si constructia sculelor. In industria constructoare de masini, majoritatea pieselor se executa cu raza mica de curbura. La indoirea pieselor cu raza mica de curbura, tensiunile si deformatiile nu se concentreaza sub muchia poansonului ci se propaga pe o lungime mare a semifabricatului cuprins intre reazeme, adica intre umerii placii de indoire(fig. ) La inceputul indoirii, curbura interioara a semifabricatului are o raza mai mare decit raza de curbura a muchiei poansonului. Raza de curbura si bratul de indoire se micsoreaza treptat ( r1 r2 r ; l1 l 2 lc ). Semifabricatul, avind o raza de curbura care se micsoreaza continuu, se reazema pe placa activa a matritei de indoire (in sectiune transversala). La sfirsitul cursei active a berbecului presei, cind are loc si presarea puternica de calibrare, semifabricatul ia contact complet cu poansonul si cu suprafetele plane active ale placii de indoire (fig.). Ca urmare a diferentei dintre starea de tensiuni si de deformare a materialului din straturile situate spre exteriorul piesei si cele dinspre interiorul acesteia dupa indoire se constata subtierea materialului in zona indoita si modificarea formei geometrice a sectiunii transversale. La indoirea pieselor din semifabricate inguste, b < 3g , are loc o deformare accentuata a latimii transversale (fig.) a straturilor de la suprafata fata de stratul neutru ( b = ct . ). Se formeaza o curbura transversala vizibila in parallel cu micsorarea grosimii semifabricatului, latirea spre interior a piesei si ingustarea spre exterior astfel incit sectiunea initial dreptunghiulara se transforma intr-un trapez usor curbat. La indoirea pieselor din semifabricate late, cu latimea b > 3 g are loc, de asemenea, o subtiere a materialului, insa sectiunea transversala se deformeaza foarte putin ca urmare a rezistentei mai mari a materialului care se opune deformatiei (fig.).

21

In ambele cazuri, modificarea geometrica a semifabricatului in zona deformata plastic prin indoire se supune legii constantei volumului materialului inainte si dupa deformarea semifabricatului, lege exprimata prin relatia generala:1 + 2 + 3 = 0

ne fiind posibile decit starile de deformare plastica (fig.) sau spatiala (fig.). Modificarea latimii semifabricatului in zona indoita se pune in evidenta prin coeficientul de latire kb. b k b = med 1 , b b + b2 bmed = 1 unde: . 2 Valori ale coeficientului de latire a semifabricatului cind piesele sunt confectionate din otel moale (OLC 10, OLC 15, OL 34, OL 37) sunt prezentate in urmatorul table: b kb

0,5 9 1,0 9

9 1,0 5

29 1,0 2

39 1,00

Modificarea grosimii semifabricatului in procesul de indoire se evidentiaza prin coeficientul de subtiere kg a carui valoare este data de raportul:kg = gi 1 , g

Valoarea acestui raport depinde de urmatorii factori: proprietatile mecanice ale materialului semifabricatului;r

raza relative de indoire g ; valoarea unghiului al piesei de indoit; forma semifabricatului in sectiunea transversala. In figura este redata influenta razei relative de indoire asupra coeficientului de subtiere pentru piese confectionate din otel moale si = 90 .

22

In vederea utilizarii informatiilor din aceasta diagrama in programare, s-a apelat la transpunerea dependentei K g sub forma tabelara obtinindu-se sirurile de valori: g r/ g Kg 0, 1 0, 8 0,2 5 0,8 7 0, 5 0, 9 0,7 5 0,9 2 1,0 0,93 5 1,2 5 0,9 4 1,5 0,95 8 1,75 0,96 5 2,0 0,9 7 2,5 0,97 5 3,0 0,9 8 3,5 0,98 5 4 0,9 9 4,5 0,99 5 >5 1

r

Obsevatie: valorile din tabelul anterior, si din tabelele ce urmeaza, incadrate cu linie intrerupta alcatuiesc tablourile de valori inscrise alaturat; indicii atasati denumirii tablourilor semnifica: .. In cazul indoirii pieselor cu raza de curbura mare, stratul neutru trece prin mijlocul grosimii piesei, iar raza sa de curbura va fi : =r +g 2

Cind deformatiile plastice sunt mari, cazul razelor de curbura mici, deformatiile remanente sunt mari iar stratul neutru al deformatiilor se deplaseaza spre centrul de curbura. In acest caz: = r + x0 g

Subtierea materialului este diferita in diferitele sectiuni radiale, fapt ce se datoreste cedarii neuniforme a materialului in zona indoita, ajungind ca in sectiunea axiala sa fie maxima. Ca urmare, la indoirea cu raze relative mici, stratul neutru al deformatiilor nu mai este un arc de cerc, ci o curba de tip parabola, cuprinsa intre doua arce de cerc de raze 1 , 2 . Pentru simplificare, calculul lungimii semifabricatului se face aproximind parabola cu un arc de cerc de raza minima: = 1 Coeficientul x0 determina distanta stratului neutru fata de suprafata interioara a piesei indoite,si depinde de aceeasi factori care determina si subtierea materialului si se poate determina cu relatia:x0 = kg 2 r (1 k g ) g

In literatura de specialitate se indica valori ale coeficientului x0 functie de raza relativa de indoire, pentru piese confectionate din otel moale, indoite la un unghi = 90 :r/ g x0 0, 1 0, 3 0,1 5 0,3 3 0,2 0 0,3 5 0,3 0 0,3 6 0,4 0 0,3 7 0,5 0 0,3 8 0,8 0 0,4 0 1 0,4 2 1,5 0,4 4 1,8 0,4 5 2,0 0,45 5 2,5 0,4 6 3,0 0,4 7 4,0 0,4 8 5,0 0,4 9 >5 0,5

Raza minima admisibila a pieselor 23

Deformatiile limita maxime ale materialului la indoire Raza interioara de indoire a piesei reprezinta un parametru important pentru constructia matritei si desfasurarea procesului tehnologic. Raza pentru care apar primele deformatii remanente in material,depinde de grosimea g a semifabricatului, de modulul longitudinal de elasticitate E al materialului si de limita de curgere c a materialului:rmax = g E 2 c

Raza de indoire este limitata inferior de defectele ce pot aparea in timpul procesului de deformare. Valoarea rmin trebuie sa corespunda plasticitatii materialului semifabricatului sis a nu admita formarea fisurilor, motiv pentru care rm se stabileste in functie de deformatiile maxime in admisibile pentru fibrele extreme:rmin = g 1 1 2

La indoirea pieselor din tabla, valoarea deformatiilor si ale fibrelor extreme se determina cu relatiile:r +1 gi 1 ; R = 1 g r + i g 2g g r + i g 2g ; r +1 gi

R

r g r + i gi g 2g r = 1 ; r = 1 . r gi r + gi g 2g

unde: R raza stratului exterior intins; r raza stratului interior comprimat. Aceste relatii tin seama atit de subtierea materialului in zona indoita ( g g i ) cit si de deplasarea stratului neutru al deformatiilor spre interiorul piesei. Valorile gituirii relative la rupere ( %), obtinute pe cale experimentala, pot fi folosite pentru determinarea razei minime, cind indoirea se face transversal pe fibrele materialului semifabricatului (tab). Cind axa de indoire este paralela cu fibrele materialului semifabricatului, deformatiile maxime admisibile vor fi mai mici cu 30 %.

% 62 r/g 0

55 0,1

50 0,2

45 0,3

40 0,4 2

35 0,6 2

30 0,8 1

25 1,1 5

20 1,7

18 2

15 2,5

10, 2 4

8,5 5

4,5 10

2 g si se reteaza dupa indoire la inaltimea dorita.

In cazul utilizarii sculelor cu un element active elastic, inaltimea minima a aripii indoite a piesei se precizeaza in tabelul Inaltimea minima aripii indoite la lucru pe matrite cu un element active elastic (cauciuc, poliuretan) Limita de curgere Grosimea materialului 0, 1, 1, 2, 3, 4,0 5 0 5 0 0 Inaltimea aripii ce se indoaie 25 3 6 9 12 18 24 25

25 50 5 10 15 20 30 40 50 6 12 18 24 36 48 Obs. Valorile din table corespund sculelor cu tampon neingradit. La lucrul cu tampon inchis in container, valorile din table se reduce cu 30% b. Razele minime de indoire ale materialului, la care se previne fisurarea acestuia, pentru 90 se indica in tabelul . Obs.: 1. Razele de indoire minime vor fi folosite numai in cazuri constructive absolut necesare; in rest se vor folosi raze mai mari. 2. la indoirea sub un anumit unghi fata de directia laminarii se vor lua valori apropiate de medie, in functie de unghiul de inclinare al liniei de indoire. 3. Pentru indoirea semifabricatelor inguste, obtinute prin decupare sau taiere fara recoacere, razele de indoire se vor lua ca pentru metale ecruisate. 4. pentru indoirea benzilor groase (peste 8 10 mm) se recomanda raze de indoire relative mari. 5. In cazul indoirii la unghiuri mai mici de 90, razele minime de indoire se majoreaza de 1,1 1,3 ori. Pentru realizarea unor raze de indoire mai mici ca cele din tabelul , este necesara realizarea dupa o indoire prealabila a unui canal ca in fig. , sau sa se faca dupa o indoire o operatie de formare finala (calibrare). Razele minime de indoire se refera la razele de executie ale poansonului. Daca piese are o forma ca cea din fig. si se obtine la o singura matrita, atunci se cere ca raza R care se formeaza in partea placii active, sa se ia R>3g. Daca R3g; 2. formare finala (calibrare). In cazul indoirii pe matrite cu poanson elastic, tinind seama de posibilitatile de deformare ale acestui element active, se adopta raze minime de indoire: r 1,5 g pentru poanson de poliuretan, r 2... 2,5 g pentru poanson de cauciuc. c. Razele minime de indoire ale profilelor si tevilor, limitate pe considerent de pierdere a stabilitatii formei lor, se indica in tabelul. Razele minime la indoirea profilelor si tevilor Tipul profilului Raza minima de Observatii incovoiere Profile laminate: Indoire la masini cu trei role. La indoirea in stare 4 5h mici libera, raza de curbura limita este mult mai mare. 8 10 h mari Profile cu pereti subtiri: Indoire la masini speciale de indoit profile. 8 10 h simetrice 20 25 h nesimetrice 3 4h Benzi de otel (indoirea Valori maxime pentru indoirea la masini cu role. inelara pe muchie) Tevi de otel: Raza de curbura pe axa tevii. Indoire fara umplere g = 0,02 D sau dorn. La raze mai mici, indoirea se va face pe 4D g = 0,05 D 3,6 D dorn. 26

g = 0,10 D g = 0,15 D

3D

2D Notatii: h inaltimea profilului; D,g diametrul, respective grosimea peretelui tevii.d. Pentru indoirea unor zone la o piesa ca in figura , trebuie sa se execute in prealabil slituiri cu :

b g

si k r

e. Prin operatia de indoire se realizeaza preciziile indicate in tabelele .. Abateri ale unghiurilor la indoire Materialul piesei Otel moale, alama moale daN/mm2 Otel cu duritate medie Rm = 40 daN/mm2 Alama semitare Rm = 35 daN/mm2 Otel tare Rm = 60 daN/mm2Rm 30r g

Pina la 1 1 215'

30

'

24 1

30 '

-

1 30 ' 3 3 5

Abateri ale razelor de indoire Raza [mm] Pina la 3 Peste 3 pina la 6 Peste 6 pina la 20 Peste 20 3 Abaterea [mm] 0,5 1 2

Abateri ale dimensiunilor pieselor indoite

27

B[mm]

Valori ale subtierii grosimii piesei in zona de indoire, pentru unghi de indoire de 90 gt Tip de Material r Valori ale lui = functie de g matrita semifabricat g r 0,12 0,25 Cu Otel moale 0,50 0,75 1,0 1,5 2,0 g elemente 0,85 0,875 0,92 0,938 0,95 0,97 0,97 active rigide 5 0 5 Cu element Otel moale, r g 2 0,80 0,84 (poliuretan, 0,835 0,88

3,0 0,98 5

4,0 0,990

28

cauciuc)

Determinarea dimensiunilor semifabricatului Determinarea dimensiunilor semifabricatelor pentru piese indoite se face diferit pentru urmatoarele doua cazuri: - cind indoirea se face dupa o anumita raza de curbura; - cind indoirea se face cu calibrarea unghiului. In primul caz (indoire dupa o anumita raza de curbura) lungimea semifabricatului se determina in ipoteza ca lungimea acestora este egala cu lungimea stratului neutru al deformatiilor. Determinarea lungimii semifabricatelor, care asigura obtinerea dimensiunilor necesare ale pieselor indoite se face in urmatoarea succesiune: - se imparte conturul piesei in elemente simple de linie, drepte sau curbe; - se determina pozitia stratului neutru al deformatiilor la elementele curbe ale piesei; - se insumeaza lungimile elementelor componente ale piesei. Lungimea

semifabricatelor plane necesare pieselor formate din elemente drepte si curbe,cind indoirea se face in acelasi plan, se determina cu relatia generala: L = l i + l i ,1 1 n n 1

i ( ri + x0 g ) = 0,01745 i ( ri + x0 g ) , i = [grade ] . 180 - li lungimile portiunilor drepte ale pieselor indoite,care deci nu se deformeaza; - l - lungimile stratului neutru in portiunea indoita (deformata); i - unghiul portiunii indoite; - x coeficientul pentru determinarea pozitiei stratului neutru; - r raza de indoire la interiorul piesei, in mm. Pe baza relatiilor de mai sus, se pot determina valorile lungimii semifabricatului plan pentru diferite cazuri particulare de piese indoite, ca de exemplu: cind unghiul pieselor de indoit este de 90 si raza de indoire este mica, lungimea semifabricatelor necesare se poate determina cu urmatoarea relatie simplificata: L = l1 + l 2 l , - lungimea care se determina in functie de raza a stratului neutru al deformatiilor si de l raza interior r a piesei indoite l = + 2 r

in care : l =i

2

Deoarece raza stratului neutru al deformatiilor depinde de r si g, rezulta ca marimea de l corectie , a lungimii semifabricatului, poate fi exprimata in functie de valorile acestora. 29

Pentru piese confectionate din tabla subtire, valorile acestei marimi sunt prezentate in tabelul . g [mm] 0,1 0,3 0,4 0,5 0,8 1,0 1,2 1,5 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0 0,1 3 0,1 8 0,2 3 0,3 7 0,4 7 0,5 6 0,6 9 0,9 4 1,1 5 1,3 8 1,8 3 2,3 0,2 0,1 0 0,1 6 0,2 1 0,3 6 0,4 6 0,5 6 0,7 0,9 9 1,1 6 1,3 9 1,8 5 2,3 2 0,3 0,0 7 0,1 2 0,1 8 0,3 4 0,4 4 0,5 4 0,6 9 0,9 4 1,1 7 1,3 9 1,8 6 2,3 2 0,4 0,0 3 0,0 9 0,1 5 0,3 2 0,4 2 0,5 2 0,6 7 0,9 3 1,1 6 1,4 1,8 6 2,3 3 0,5 0 0,0 6 0,1 2 0,2 9 0,4 0,5 0,6 1 0,9 2 1,1 5 1,3 9 1,8 6 2,3 3 0,8 0,14 0,06 0 0,19 0,3 0,42 0,58 0,86 1,1 1,35 1,84 2,32 r[mm] 1,0 1,2 [mm] l -0,3 0,21 0,13 0,22 0,07 0,17 0,16 0,03 0,24 0,36 0,53 0,8 1,06 1,31 1,8 2,3 0,1 0,28 0,46 0,74 1,01 1,27 1,78 2,27 1,5 0,42 0,35 0,28 0,08 0,05 0,18 0,36 0,65 0,92 1,19 1,71 2,23 2,0 0,63 0,56 0,49 0,28 0,14 0,02 0,17 0,47 0,77 1,05 1,59 2,12 2,5 0,84 0,76 -0,7 0,48 0,35 0,21 0 0,3 0,6 0,89 1,45 1,99 3,0 1,06 0,98 0,92 -0,7 0,55 0,42 0,22 0,11 0,41 0,71 1,28 1,85 4,0 -1,5 -1,42 -1,34 -1,12 -0,98 -0,84 -0,53 -0,31 0,02 0,32 0,95 1,53

Cind raza de indoire este foarte mica (practice r = 0,1.... 0,3 ), lungimea necesara a semifabricatelor se calculeaza egalind volumul materialului piesei cu volumul materialului semifabricatului, tinindu-se seama de subtierea materialului in zonele indoite. Se va folosi relatia : L = l i + k g ( n 1) ,1 n

ultimul termen din membrul drept al relatiei reprezinta adaosul de material necesar pentru formarea colturilor piesei. Coeficientul de corectie k depinde de duritatea materialului semifabricatului si de modul de indoire. Pentru indoirea succesiva a bratelor piesei:k = 0,4... 0,5

- valori minime pentru materiale moi; - valori maxime pentru materiale dure. Cind indoirea bratelor se realizeaza simultan (indoirea in U), deformarea semifabricatului va fi insotita de intinderea sensibila a materialului in zona centrala si, in consecinta, lungimea necesara a semifabricatului va fi mai mica: 30

- pentru otel si alama; - pentru aluminiu si cupru. Cind indoirea se va face in doua sau mai multe plane, dimensiunea semifabricatului se va stabili separate pentru fiecare plan de indoire folosit, de la caz la caz, cu una din realatiile de mai sus. Observatie: Relatiile de mai sus sunt valabile cu conditia ca jocul dintre sculele matritei de indoire si razele acestora sa fie normale. In caz contrar are loc intinderea si subtierea excesiva a materialului in timpul procesului de indoire. In cazul pieselor indoite cu calibrarea unghiului printr-o operatie suplimentara (fig), dimensiunile semifabricatului plan se determina prin egalarea volumului semifabricatului cu volumul piesei indoite, folosind relatia: L = l1 + l 2 + ... + l n + k g ( n 1) , in care: l1 , l 2 , l n - lungimile interioare ale portiunilor drepte,in mm; n numarul de portiuni drepte ale piesei; g > 3 k un coefficient ale carui valori sunt: k = 0,38 ... 0,40 cind raza poansonului rp = 0,05 ; k = 0,45 ... 0,48 cind raza poansonului rp = 0,1 g (valorile minime se iau cind g 3 mm).

k = 0,25 k = 0,12

4. Program pentru analiza tehnologica asistata de calculator a formei produsului de fabricat prin stantare - matritare Analizind consideratiile teoretice si conditiile de forma si precizie asupra operatiilor de deformare plastica la rece prin stantare si indoire se constata ca proiectarea procesului tehnologic pentru acest tip de operatii presupune un insemnat volum de munca de ruitna. Analiza tehnologicitatii piesei cuprinde o serie de calcule si presupune extragerea din tabele prezentate in literatura de specialitate o serie de valori, care nu fac altceva decit sa ingreuneze activitatea 31

tehnologului si sa mareasca timpul aferent realizarii verificarii piesei, din punct de vedere al incadrarii piesei in STAS 11111 86(abateri limita pentru dimensiuni) si al incadrarii in conditiile de forma si precizie specifice prelucrarilor de presare,cu implicatii directe asupra realizarii itinerariului tehnologic,din punct de vedere al timpului. Pe linga reducerea timpului de realizare a verificariilor piesei, aceste tipuri de programe realizeaza o scutire a inginerului de lucrari obositoare, repetitive sau prea complexe pentru a le putea rezolva manual. Acest program are functia de a ajuta utilazatorul lui, in scopul verificarii analizei tehnologice a unei piese care este supusa unor operatii de taiere si indoire. Acest program cu prinde stocate baze de date in care sunt introduce valorile abaterilor si tolarantelor, precum si ale preciziilor dimensiunilor pieselor care se pot realize prin stantare matritare. Programul realizeaza un dialog intre el si utilizator, utilizatorul fiind cel care va introduce datele de la tastura, date care sunt inscrise in desenul de executie al piesei, pe care doreste sa o verifice din punct de vedere al uzinarii ei prin aceste operatii. Tehnologul nu are de realizat decit sa raspunda intrebarilor pe care interfata programului i le afiseaza. Raspunsurile, valorile numerice,si nu numai, conduc la o verificare a lor de catre program in bazele de date ale sale,si la un rapuns afirmativ sau negativ. Tehnologul care utilizeaza programul nu are nevoie decit de desenul de executie al reperului de uzinat, nefiind nevoie de alte materiale (STAS uri, normative etc.). Acest lucru, constituind un alt avantaj al programului, pe linga reducerea timpului. Tot la avantaje ale programului se incadreaza si usurinta de manevrare a programului, tehnologului nefiindu-i necesare cunostiinte aprofundate in domeniul informaticii si utilizarii calculatorului. Sistemul de operare pe care se poate rula programul cit si sitemul in care ruleaza el, nu necesit Inima sistemului de proiectare asistata este constituita din programele aplicative care rezolva o serie de probleme specifice proiectarii, implantind algoritmi adecvati. La aceste programe se distinge, in general o parte de monitor si o parte executorie sau functionala. Limbajele de programare sunt mijloace de comunicare intre om si calculator sau astfel spus un limbaj de programare este un intermediar intre realitatea problemelor de rezolvat si calculatorul folosit

32