UNIVERSITATEA „DUNAREA DE JOS” GALATI FACULTATEA : MECANICA GRUPA : 3FE42 ANUL : IV
PROFESOR STOIAN Constantin
STUDENT ROTARU Florin
1
2012 CUPRINS TEMA............................................................................................................................ ....pag.3 1. Desen reper...........................................................................................................................3 2. Analiza tehnologicitatii reperului.........................................................................................4 3. Stabilirea itinerariului tehnologic.........................................................................................4 4. Stabilirea dimensiunilor semifabricatului............................................................................5 5. Analiza eficientei utilizarii semifabricatului........................................................................5 6. Analiza croirii semifabricatului............................................................................................5 7. Stabilirea schemei de constructie a stantei...........................................................................7 8. Intocmirea fisei tehnologice.................................................................................................7 9. Proiectarea echipamentului tehnologic................................................................................8 10. Proiectarea elementelor componente ale stantelor si matritelor.........................................8 11. Calculul fortei,forte auxiliare,forta totala si centrul de presiune......................................11
2
12. Indicatii privind alegerea preselor.....................................................................................12 13. Normarea tehnica..............................................................................................................13 14. Masuri de protectia muncii...............................................................................................15 15. Bibliografie.................................................................................................................... ...16
3
TEMA Sa se proiecteze tehnologia de executie si echipamentul tehnologic necesar realizarii reperului saiba rotunda din figura de mai jos , in conditiile unei productii de masa. 1. DESEN REPER D = 24 [mm] d = 11 [mm] g = 2 [mm] Material : tabla A1 Stas : 9624
4
2. ANALIZA TEHNOLOGICITATII REPERULUI Operatiile de presare la rece sunt acelea care care se executa la o temperatura inferioara temperaturii de recristalizare a metalului sau aliajului respectiv,prin deformare plastica si prin taiere. - decupare : tăierea după un contur închis, pentru separarea completă a unor semifabricate sau piese.
- perforare : taierea dupa un contur inchis pentru separarea completa a unei parti din material ce constituie deseu.
Nr.crt. Suprafata si dimensiunea 1
D = 24
Operatia de prelucrare Decupare
2
d = 11
Perforare
Precizia Impusa
Concluzii Permisa
± 0,6
± 0,3 / 0,1
± 0,5
± 0,08 / 0,031
Decupare normala Perforare normala
3. STABILIREA ITINERARIULUI TEHNOLOGIC Pentru realizarea reperului ,,Saiba rotunda’’ ,se vor folosi doua operatii de taiere : - decupare 5
- perforare In cazul de fata se recomanda ca prima operatie sa fie operatia de perforare si apoi sa se faca operatia de decupare. 4. STABILIREA DIMENSIUNILOR SEMIFABRICATULUI Pentru stabilirea dimensiunilor semifabricatului se vor lua in cosiderare dimensiunea piesei si puntitele laterale 5. ANALIZA EFICIENTEI UTILIZARII SEMIFABRICATULUI Croirea tablelor in semifabricate individuale este prima operatie in cadrul procesului de obtinere a semifabricatelor folosite la deformarea plastica la rece,unde se pierde material sub forma de capete si deseuri nefolosite. Pentru reducerea cantitatii de deseuri este necesar ca la croirea tablelor sa se tina cont de urmatoarele reguli : - taierea semifabricatelor sa se faca conform unor fise de croire,elaborate pe principiul folosirii cat mai rationale a materialelor; - pentru micsorarea numarului de taieturi si pentru reducerea pierderilor sub forma de deseuri de capat,se recomanda croirea tablei in fasii late si nu inguste,prin dispunerea pieselor pe banda perpendicular pe langimea benzii si nu paralel cu ea; - pentru evitarea pierderilor sub forma de deseuri de capat,datorate indivizibilitatii dimensiunilor tablei la dimensiunile benzilor,in cadrul productiei de masa se recomanda a se comanda table cu dimensiuni multiplu intreg al dimensiunilor fasiilor; Pentru productia de serie sau de masa a pieselor de dimensiuni mici,croirea tablelor in fasii nu prezinta dificultati deosebite,deoarece un numar mare de table se taie benzi de aceleasi dimensiuni si deseurile nu se produc in cantitati prea mari.
6
6. ANALIZA CROIRII SEMIFABRICATULUI Nr crt
Schema de croire
Marimea puntilor a b 2,3 1,8
1
Latimea benzii (B) B =D + 2a = 24+ 4,6 = 28,6
Pasul de avans(p) p=D+b = 24+1,8 = 25,8
Coef.de croire (C) C1 = =1
S B⋅ p
unde : a – puntita laterala; b – puntita intermediara; c – coeficientul de croire; S – suprafata reperului; p – pasul. Calculul coeficientului de croire : S ≤ 1 sau 100 % B⋅ p 2S C2 = ; C 2 > C1 B1 ⋅ p
C1 =
Calculul coeficientului de croire a foii de tabla : Cf =
L l S ⋅ n1 ⋅ n 2 ; n1 = p ; n2 = ; a A⋅ B 2 S = a = 576 [mm]
n1 – numarul de piese intregi Pentru taierea foii de tabla se poate folosi o foarfeca , obtinandu-se astfel benzile de care este nevoie. 7
Alegerea tablei : B L/p (A / B) A 1500 1600
B 1000
B 1250
0,99 0,98
0,98 0,98
1500 1 0,99
Se fac calcule pentru alegerea tablei : L=A;l=B L 1500 l 1000 = 41,66 - n1 = p = 25,8 = 58,13 ; n2 = = D 24 S ⋅ n1 ⋅ n2 576 ⋅ 58,13 ⋅ 41,66 = = 0,98 A⋅ B 1500 ⋅ 1000 l 1250 = 58,13 ; n 2 = = = 52,08 D 24 S ⋅ n1 ⋅ n2 576 ⋅ 53,13 ⋅ 52,08 Cf = = = 0,99 A⋅ B 1500 ⋅ 1250 l 1500 = 58,13 ; n 2 = = = 62,5 D 24 S ⋅ n1 ⋅ n 2 576 ⋅ 58,13 ⋅ 62,5 Cf = = =1 A⋅ B 1500 ⋅ 1500 Cf =
L
1500
L
1500
- n1 = p = 25,8
- n1 = p = 25,8
Se constata ca foaia de tabla cu dimensiunile L = 1500 si l = 1500 are coeficientul de croire ideal c = 1. 7. STABILIREA SCHEMEI DE CONSTRUCTIE A STANTEI Avand in vedere schema de croire si operatiile cu succesiunile respective , se va folosi o stanta pentru perforat si retezat.
8
8. INTOCMIREA FISEI TEHNOLOGICE Denumirea piesei Saiba rotunda
Suport
Desenul piesei
Tabla A1 STAS 9624
Nr. Denumire Schita operatiei Op a operatiei . 1 Decupare si perforare
S.D.V. Stanta succesiva pentru decupat si perforat
9
9. PROIECTAREA ECHIPAMENTULUI TEHNOLOGIC Analiza pozitionarii semifabricatului la prelucrare Nr.crt Schema de pozitionare
Materializarea schemei
Conservarea schemei
Se aseaza semifabricatul pe placa activa
Element de apasare
2
Rigle de ghidare Stifturi de ghidare Canal de ghidare
Impingator lateral
3
Poanson de Cautator pas Opritor (pentru operatii manuale , avans manual)
1
10. PROIECTARE ELEMENTELOR COMPONENTE ALE STANTELOR SI MATRITELOR 10.1. Consideratii generale Datorita varietatii mari a pieselor realizate prin stantare si matritare la rece,stantele si matritele sunt si ele de o mare varietate constructiva.Cu toate ca,in general,pentru o anumita prelucrare sunt necesare stante sau matrite speciale,elementele componente ale acestora pot fi impartite in mai multe grupe,dupa rolul pe care il indeplinesc in functionare,astfel: - elemente active : poansoane si placile active 10
- elemente de sustinere : placi de baza,placi superioare etc. - elemente pentru ghidare : coloane si bucse pentru ghidare - elemente pentru conducere si pozitionarea fabricatului : opritoare 10.2. Determinarea dimensiunilor zonei de lucru a elementelor active la ştanţare Pentru a putea obţine piese prelucrate cu precizii dimensionale în limitele toleraţelor impuse prin desenul de execuţie, este necesar ca zona de lucru a elementeor active să aibe anumite dimensiuni respectiv toleranţe, care trebuie stabilite prin calcul. In acest scop, trebuie avute în vedere următoarele aspecte (premize): - dimensiunea ce se cere a fi prelucrată; - care este elementul activ care determină această dimensiune, în funcţie de tipul prelucrării: - la decupare - dimensiunea piesei este dată de orificiul plăcii de tăiere; - la perforare - dimensiunea orificiului este dată de poanson; Prelucrare prin decupare
dp si Dpl – dimensiunile poansonului si a placii active D – diametrul pisei [24 mm] d – diametrul alezajului [11 mm] T – toleranta piesei (As = +0,3 ; Ai = -0,3) = As – Ai = 0,6 Tp şi Tpl - toleranţele de execuţie ale poansonului şi respectiv plăcii de tăiere - se aleg in functie de grosimea materialului [mm]
11
Grosimea Tolerante de executie [mm] materialului Tpl Tp [mm] 1.5 0.030 0.020 2.0 0.040 0.020 2.5 0.050 0.030 3.0 0.060 0.030 In cazul în care toleranţa de execuţie a piesei (Td sau TD) este T > 0,1 dimensionarea nu se mai face pornind de la extremitatea câmpului de toleranţă (dimensiunea maximă sau minimă) ci cu 20 % mai din interiorul lui, iar relaţiile respective devin: T > 0,1 D pl = ( D + Ai + 0,2T ) +Tpl
D p = ( D + Ai + 0,2T − J min ) −Tp
= (24 + 0,3 + 0,2 ⋅ 0,6) +0, 04
= (24 − 0,3 + 0,2 ⋅ 0,6 − 0,1) −0, 04
= 24,42 + 0, 04
= 23,72 −0,04
Grosimea materialului [mm] 1.0 1.5 2.0
Materialul Jmin 0.040 0.075 0.1
Jmax 0.080 0.140 0.180
12
Prelucrare prin perforare
d p = (d + As − 0,2T ) −Tp
d pl = (d + As + 0,2T − J min ) +Tpl
= (11 + 0,5 + 0,2 ⋅ 1) −0, 2
= (11 + 0,1) + 0, 04
= 11,7 −0,02
= 11,1+ 0, 04
Pentru d = 11 [mm] : As = +0,5 ; Ai = -0,5) T = As – Ai = 1 11. CALCULUL FORTEI ,FORTE AUXILIARE ,FORTA TOTALA SI CENTRUL DE PRESIUNE Forţa de tăiere Pentru a lua în considerare o serie de influenţe asupra valorii acestei forţe (neuniformitatea jocului, a grosimii, a proprietăţilor materialului, starea de uzare, etc.), forţa calculată cu care se alege utilajul pe care se va executa prelucrarea este majorată cu 30%, astfel că va fi: -
forta de taiere la decupare Fc1 = 1,3 ⋅ l ⋅ g ⋅ τ = 1,3 ⋅ 24 ⋅ 2 ⋅ 27 = 1684,8[ N / mm 2 ] 13
unde : - l este lungimea conturului tăiat(l=24); - g - grosimea materialului(g=2); 2 - t - rezistenţa la forfecare( τ = (0,1.......0,9) Rm ( Rm = 270[ N / mm ]) = 27 ) -
forta de taiere la perforare Fc 2 = 1,3 ⋅ 2πr ⋅ g ⋅ τ = 1,3 ⋅ 2 ⋅ 3,14 ⋅ 2 ⋅ 27 = 440,856[ N / mm 2 ]
FORTE AUXILIARE Qimp = k ⋅ n ⋅ Fc 2 = 0,05 ⋅ 2,5 ⋅ 440,856 = 55,10[ N / mm 2 ] k = 0,03...0,07[0,05]; n = 5 : 2 = 2,5
FORTA TOTALA Ftot = Fc1 + Fc 2 + Qimp = 1684,8 + 440,856 + 55,10 = 2180,75[ N / mm 2 ]
CENTRUL DE PRESIUNE Centrul de presiune reprezinta punctul in care este aplicata rezultanta fortelor ce actioneaza simultan asupra stantei in procesul de lucru. Pentru a nu se produce dezaxarea stantei,simetria jocului,uzarea rapida a elementelor de ghidare si a muchiilor active,este necesar ca axa cepului sa coincida cu centrul de presiune. Se determina punctul de aplicare a fortei : Ft ⋅ x = Fc1 ⋅ x1 + Fc 2 ⋅ x 2 = 1684,8 ⋅ 18 + 440,856 ⋅ 37,8 = 46990,75[ N / mm 2 ]
Pozitia centrului de presiune este dat de :
14
X =
F1 ⋅ x1 + F2 ⋅ x 2 46990,75 = = 21,54 Ftot 2180,75
12. INDICATII PRIVIND ALEGEREA PRESELOR La alegerea procesului tehnologic de deformare la rece,pentru obtinerea unei piese de calitate impusa si la un pret de cost minim,este necesara alegerea judicioasa a utilajului care trebuie sa corespunda operatiilor de lucru si tipul de fabricatie adoptat. La alegerea tipului de presa trebuie sa se urmareasca : - tipul presei si marimea cursei culisorului sa corespunda operatiei care se va efectua ; - forta dezvoltata de presa sa fie mai mare (sau cel putin egala)decat forta necesara operatiei; - puterea presei sa fie suficienta pentru realizarea lucrului mecanic necesar operatiei; - sa se poata monta dispozitive si instalatii speciale (mecanisme de avans),in functie de genul operatiei; - exploatarea utilajului sa se poata efectua in conformitate cu normele de tehnic securitatii muncii. Se alege presa automata inclinabila PAI 10 cu caracteristicile urmatoare: - forta maxima de presare F=10 (unitate de masura : 10 4 N) - numarul de curse duble ale culisorului n=150[min −1 ] - domeniul de reglare al culisorului C=8 - 60[mm] - distanta dintre axa culisorului si batiu R=140[mm] - dimensiunile mesei (A1xB1)400x270[mm] - dimensiunile orificiului din masa φ 150[mm] - locasul pentru cep (dxl)32x60[mm] - distanta intre masa si culisor H=200[mm] - reglarea lungimii bielei M=45[mm] - puterea motorului 0,75[kw] - inclinarea maxima a presei 30[grade] - lungimea 750[mm] - latimea neinclinata 1050[mm] - latimea inclinata 1250[mm] - inaltimea 1760[mm] Cepul de fixare
15
Pentru d1 = 25 [mm] : d8 = M16x1,5 [mm] ; b = 12 [mm] ; l8 = 68 [mm] ; S = 22 [mm]. 13. NORMAREA TEHNICA Sarcina principala a normarii tehnice este determinarea normei de timp Nt si a normei de productie Np. Norma de timp pentru stantare si matritare la rece se determina cu relatia : Nt = =
T pl n0
+ Top + Tdl + Tir
8 + 0,69 = 0,81[min] 62
unde : Tpl – timpul de pregatire-incheiere(8); no – numarul de piese din lot(62); Top – timpul operativ; Tdl – timpul de deservire a locului de munca si Tir – timpul de intreruperi reglementate. Suma timpilor Top, Tdl si Tir se mai intalneste si sub denumirea Tu. Tu = t b ⋅ K 1 = 0,63 ⋅ 1,12 = 0,69 1 1 tb = ⋅ K t = ⋅ 1,02 = 0,63 n 1,6
tb – timpul de baza pentru o piesa K1 – coeficient care tine seama de timpul de deservire a locului de munca ; Kt = 1,02 Norma de productie pentru un schimb de 8 ore are relatia : NP =
480 480 = = 696 [buc] Tu 0,69
Timpul de pregatire-incheiere Tpi este timpul consumat de presator inaintea executarii unui lot de piese , pentru crearea conditiilor necesare executarii acestora,precum si dupa terminarea lui, pentru inchiderea lucrarii. Timpul de pregatire-incheiere depinde de tipul si de forta nominala a presei,de tipul si dimensiunile stantei sau a matritei ,de caracterul productiei(masa sau serie),precum si de felul dispozitivelor auxiliare folosite in procesul de presare la rece.
16
1. Pregatirea si predarea lucrarii Timpul pe lot, Continutul lucrarilor : primirea comenzii,studierea 8 min lucrarii, primirea instructiunilor,primirea materialului (semifabricatul),asezarea la locul de munca si predarea lucrarii 2. Asezarea si scoaterea stantelor si matritelor Continutul lucrarilor : primirea stantei de la magazie,scoaterea stantei de la operatia anterioara,asezarea stantei pe oni,reglarea presei,executarea unei prese de proba si controlul acesteia si predarea stantei scoase la magazie. Dimensiunile Tipul presei: Denumirea Forta nominala stantei sau a I – cu simpla stantelor si [tone] matritei actiune matritelor: Pana la 30-80 Peste II – cu dubla 1- de perforat 30 80 actiune si decupat Timpul pe lot 2- de calibrat si [mm] ambutisat 3- de ambutisat 150x150 I 1 si 2 10;14 -;-;250x250 I si II 1,2 si 3 13;18;22 14;9;23 -;-;400x400 I si II 1,2 si 3 16,23,27 17;24;28 18;25;30 600x600 I si II 1,2 si 3 20,28,34 21;21;36 22;31;38 900x900 I si II 1,2 si 3 -;-;25;35;42 27;38;45 Introducerea si scoaterea unei placi suplimentare 4 6 8 sub placa de baza a stantei Observatii : Timpul de asezare si scoaterea stantei se repartizeaza pe intregul numar de piese in cazul prelucrarii acestora pe stante universale reglabile.Timpul de asezare si scoatere a stantei din suportul de stanta este de 5...8 min pentru stante de perforat si retezat, 6...12 min pentru matrite de ambutisat si 7...10 min pentru matrite de indoit si format.
17
14. MASURI DE PROTECTIA MUNCII Pentru a se elimina posibilitatile de producere a accidentelor la presarea la rece este necesar ca inca de la proiectare sa se respecte o serie de norme de protectie a muncii : - se vor aviza numai acele tehnologii care nu prezinta pericol de accidente prin aplicarea lor; - stantele si matritele deschise vor fi proiectate cu sisteme de protectie care sa impiedice posibilitatea accidentarii muncitorilor; - se vor prefera stantele si matritele inchise,fara posibilitatea introducerii mainii in zona de actiune a elementelor mobile; - stantele si matritele trebuie sa fie prevazute cu diferite sisteme de siguranta,in functie de felul lucrarilor: - pentru lacrarile cu semifabricate sub forma de table sau benzi,vor fi prevazute cu opritori,rigle sau alte elemente de pozitionare; - pentru lucrarile cu semifabricate individuale se vor prevedea sertare de alimentare,dispozitive de alimentare tip revolver etc.; - se vor prefera elementele de prindere fixe in locul celor mobile; Pentru lucrul la foarfece si prese trebuie respectate urmatoarele : - foarfecele vor fi prevazute cu dispozitive de blocare,care vor preveni coborarea accidentala a lamei mobile; - toate foarfecele mecanice vor fi prevazute cu aparatori la pedalele de actionare,pentru a se preveni pornirea accidentala a utilajului; - muncitorii sunt obligati sa execute operatiile de lucru numai asa cum este prevazut in planul de operatii; - toate utilajele vor fi prevazute cu dispozitivele de protectie indicate in cartea masinii; - presele si dispozitivele de protectie vor fi intretinute in stare buna,vor fi reglate corect si vor fi verificate intotdeauna cand se incepe lucrul; - fiecare presa va fi prevazuta cu dispozitive de siguranta eficace,care nu va permite repetarea intamplatoare a cursei de lucru; - se interzice executarea operatiilor de presare,cu alimentare manuala a semifabricatului,la presele cu functionare continua; - in timpul reglajelor sau la reparatii,culisorul presei va fi sprijinit suplimentar,pentru a se evita caderea sa;
18
- muncitorii si manipulatorii semifabricatelor vor folosi manusi sau palmare de protectie; - se interzice continuarea lucrului cu prese,instalatii etc.,care au defectiuni; - pe tot timpul lucrului muncitorul va purta obligatoriu,imbracamintea de lucru si de protectie.
19
15. BIBLIOGRAFIE 1. M.Teodorescu,D.Nicoara – Elemente de proiectare a stantelor si matritelor Buc.1983 2. M.AL.Teodorescu – Prelucrari prin deformare plastica la rece Buc.1988 (Vol. II) 3. D.Nicoara – Prelucrari prin deformare plastica Univ. Dunarea de Jos Galati (Partea a I-a)
20
21
