Se proiecteaza tehnologia de executie a reperului din figura de mai jos care se realizeaza in conditii de serie mare. A-A
B=75 A=58
R = 5
5 2 = H
G=1
= 5 R
B1=34
2 x Ø 7
A
A
Mat Otel
G 1
B 75
B1 34
A 58
d 7
n 2
H 25
Capitolul 2. Analiza tehnologica a reperului. Determinarea dimensiunilor semifabricantului si a eficientei utilizarii materialului prelucrat. Proiectarea tehnologiei de executie. 2.1. Analiza tehnologica a reperului Posibilitati de realizare in conditii de unicat:
Un procedeu de realizare a piesei din figura de mai sus in condii de unicat esti turnarea in forma, procedeu ce ar duce la obtinerea formelor piesei dupa un mulaj. Un asemenea procedeu ar fi inconvenabil si greu de realizat daca nu chiar si imposibil datorita grosimii peretelui piesei dar s i in obtinerea dimensiunilor dorite din cauza contractarii dupa solidificare, cat si din punct de vedere al obtinerii rugozitatii piesei datorita microasperitatii nisi pului folosit la obtinerea profilului piesei dupa mulaj, chiar daca folosim un nisip cu o granulatie superfina. Dupa operatia de turnare piesa va fi supusa unei operatii de rectificare r ectificare in vederea imbunatatiri rugozitatii. Un alt procedeu de realizare o piesei din figura de mai sus in condii de unicat ar mai fi prin aschiere, procedeu in urma caruia am obtine o rugozitate mai buna dar intr-un ti mp ma indelungat cu mai multe repozitionari a piesei pe masina unealta ce ar induce la erori si abateri suplimentare de la forma si dimensiunile piesei. De asemenea si la acest procedeu grosimea peretelui piesei este o problema intru-cat este prea mica. Posibilitati de obtinere prin deformare plastica la rece:
Pentru obtinerea piesei din figura de mai sus prin operatii de deformare plastica la rece urmarim a efectua urmatoarele etape: - controlul receptiei tablei A3, - decuparea la diametrul D a semifabricatului, -
ambutisarea semifabricatului plan prin mai multe operatii la dimensiunea B1-2g la o raza de racorcare a poansonului de R=5 si obtinerea unei flanse cu un element de retinere pe o distanta de (B-A)/2, - perforarea celor 2 gauri prevazute pe flansa la un diametru d = 7 - dupa caz vom mai putea aplica si urmatoarele operatii: taierea marginala/taierea marginii (tunderea), planarea, reliefarea.
Analiza tehnologicitatii: Conditii tehnologoce pe care trebuie sa le indeplineasca piesele decupate, retezate si perforate
La intocmirea tehnologiei de executie este necesar sa se tina seama de unele aspecte, prezentate in continuare, importante pentru obtinerea unor piese prelucrate de buna calitate. Distanta minima dintre doua orificii perforate alaturate:
a > g ⇒ 5 >1
unde: a – distanta ditre doua orificii; g – grosimea semifabricatului. Distanta dintre marginea orificiului si cea a piesei:
a>
1,5...2 g
⇒5>
1,5...2 1
Avand in vedere conditiile de rezistenta ale placii active, distantele dintre orificii, sau dintre marginea orificiului si cea a placii active, trebuie sa corespunda indicatiilor din tabelul 1. Tabel 1.Distantele minime intre muchiile active ale orificiilor placilor de taiere g(mm) 1,0 a(mm) 2,7 In cazul pieselor ambutisate se recomanda ca distantele de la axele gaurilor perforate la muchiile de ambutisare sau indoire sa se aleaga conform relatiei de mai jos:
t 1 > r +
d
2
⇒ 12 > 5 +
7 2
unde: t 1 – distanta de la axa gaurii la marginea piesei; r – raza de racordare; d – diametrul gaurii perforte. Razele de racordare minime la contururile unghiulare se recomanda sa se aleaga conform indicatiilor din tabelul 2. Tabel 2. Razele minime de racordare la contururile unghiulare R si R1 Material Otel
Decupare
Perforare
α ≥ 90 0
α ≤ 90 0
α ≥ 90 0
α ≤ 90 0
0,3g
0,5g
0,4g
0,7g
Dimensiunile conturului profilat obtinut prin decupare sau perforare trebuie sa indeplineasca conditiile date de relatiile urmatoare : h ≥ 1,2 ⋅ g b ≥ 1,2 ⋅ g R1 ≥ 0,6 ⋅ b - pentru decupare ;
h ≥ g - pentru perforare.
Dimensiunile minime obtinute prin perforare sunt cele din tabelul 3.
Forma orificiului
Circulara
Tabel 3. Dimensiunile minime obtinute prin perforare Dimensiunea minima Materialul piesei a orificiului otel alama, Diametrul d
dur 1,2g
moale 1,0g
aluminiu
cupru 0,8g
0,7g
Obs: In cazul in care poansonul se ghideaza pe toata lungimea sa, se obtin si orificii cu dimensiunea d = (0,3…0,55)g La prelucrarea prin taiere de precizie a pieselor ce au zone unghiulare este necesar ca acestea sa aiba racordari pentru a se putea obtine calitate ridicata. Valorile razelor de racordare, 2 , grosimi de 1…15 mm si unghiuri pentru oteluri cu rezistenta la tractiune sub 450 N / mm α = 30...120 0 se pot obtine din fig 4.5/pag35. Pentru g = 1mm α = 90 0 ⇒ r = 0,1 mm In cazul tablelor cu grosimi de g = 1…4 mm, se pot perfora alezaje avand distanta pana la marginea piesei, sau intre alezaje egala cu (0,6…0,65)g. Distanta minima intre alezaje si intre acestea si marginea piesei este conform fig.4.6/pag 36 si fig.4.7/pag 37 la o grosime de g = 1mm, d = 62,5g%.
Valoarea minima a diametrul gaurilor ce pot fi executate prin taiere de precizie in functie de grosimea materialului este data in fig.4.9/pag36 de d = 62,5g% pentru o grosime de g = 1mm. Dimensiunea minima a portiunii retezate k = 3mm pt g ≤ 1 mm. Precizia obtinuta prin operatiile de taiere la forfecare este data in tabelul 4. Tabel 4. Precizia obtinuta prin operatiile de taiere la forfecare Grosimea materialului [mm] 0,5-1,0
Latinea benzii 51-100 0,75
Tabel 5. Precizia la dimensiunile pieselor obtinule prin decupare Grosimea materialului [mm] 0,5-1,0
Dimensiunile piesei [mm] 51-120 0,2/0,06
Tabel 6. Precizia la dimensiunile pieselor obtinute prin perforare Grosimea materialului [mm] 0,2-1,0
Dimensiunile piesei [mm] 50 – 100 0,3/0,1
Tabel 7. Distanta dintre doua orificii alaturate Grosimea materialului [mm] 1,0-2,0
Distanta dintre doua orificii [mm] 51-120 ±0,20/ ± 0,06
Tabel 8.Precizia distantei dintre marginea orificiului si conturul piesei Abaterea in mm ( ± ) in funcitei de tipul si precizia stantei Dimensiunea Simultana Succesiva Succesiva fara Perforare cu piesei cu cautator pozitionare (mm) cautator dupa contur pana la 30 0,02/0,015 0,10/0,05 0,20/0,10 0,15/0,08 Tabel 9.Precizia dimensionala a piselor obtinute prin decupare urmata de curatire Grosimea materilului (mm) Precizia (mm) pana la 1 0,010 – 0,015
Tabel 10.Abaterile dimensionale obtinute la taierea de precizie
2
Grosimea materilului (mm)
0,5 - 1
Rezistenta la tractiune, in N / mm pana la 500 peste 500 Clasa de precizie ISO Pentru Clasa de precizie ISO distanta Forme Forme Forme Forme intre interioare exterioare interioare exterioare gauri (mm) 6-7 7 7 8 ± 0,010
Pentru distanta dintre gauri (mm) ± 0,010
Conditii tehnologoce pe care trebuie sa le indeplineasca piesele ambutisate
Razele minime de racordare ce se pot obtine prin ambutisare se regasesc in tabelul 11. Taelul 11.Razele minime de racordare Grosimea materialului g (mm)
r p (mm)
r pl (mm)
2
3
pana la 1 Unde r p ⇔ R1 ; r pl ⇔ R2
In cazul in care dupa ambutisare se executa inca o operatie suplimentara de calibrare, se pot obtine valori mai mici ale razelor de racordare, pana la: r p = 0,25 g si r pl = (0,1...0,3) g . Se recomanda ca la ambutisarea cu retinerea materialului diametru fransei sa aiba valori :
D f ≥ d + 12 ⋅ g
Valorile abaterilor care apar, in urma ambutisarii, la inaltimea pieselor cilindrice un flansa sunt indicate in tabelul 12. Tabel 12. Valorile abaterilor in urma ambutisarii cu fl ansa Grosimea materialului g (mm) Inaltimea piesei H (mm) 18 – 30
± 0,4
pana la 1
Nr. crt
Denumirea sau suprafata
1
Cota B=75
2
Cota A=58
3
Cota R=5
Operatia prin care se obtine taierea marginii perforare ambutisare
Conditi tehnologice Pe desen Realizabile 75 ± 1,2 STAS 11111 58 ± 0,12/ ± 0,05 STAS 11111 5 ± 0,1 STAS 11111
4
Cota B1=34
ambutisare
34 ± 0,12/ ± 0,05
5
Cota d=7
perforare
6
Cota H=25
ambutisare
7 ± 0,1 STAS 11111 25 ± 1,2 STAS 11111
2.2. Determinarea dimensiunilor semifabricatului
0,75 Tabel 4.4 1,2 Tabel 4.3
r p min = 2
Concluzii Se poate realiza Se poate realiza
r pl min = 3
Se poate realiza
Tabel 4.17 ± 0,25 Tabel 4.21 1,2 Tabel 4.3 ± 0,4 Tabel 4.20
Se poate realiza Se poate realiza Se poate realiza
Calcului diametrului semifabricatului:
d semifabricatului =
d 4 + 4 ⋅ d 2 ⋅ H − 3,44 ⋅ R ⋅ d 2 2
d semifabricatului = 75 2 + 4 ⋅ 34 ⋅ 25 − 3,44 ⋅ 5 ⋅ 34 ⇒ d semifabricatului = 91,87 mm Adaosul pentru taierea marginilor la piese cu flansa lata, in mm este prezentata in tabel 13
Tabel 13. Adaosul pentru taierea marginilor la piese cu flansa lata, in mm 2,20
d f / d Diamertul flansei d f [mm] 75
2,15
d f d
=
75 = 2,20 34
Calculul diametrului total al semifabricatului:
D = d semifabricatului + A D = 91,87 + 2,15 ⇒ D = 94,02 mm 2.3. Determinarea eficientei utilizarii materialului prelucrat Generalitati
Dezvoltatea in continuare este strans legata de tendinta de a se reduce pierderile de material si de a se apropia greutatea materialului prelucrat de cea a piesei. Economisirea materialelor reprezinta o problema deosebit de i mportanta, a carei rezolvare depinde de o serie de factori de natura constructiva,tehnilogica si organizatorica. Unul din principalele moduri de economisire a materialelor in constructia de masini este stabolorea unei croiri judicioase a semifabricatelor utilizate la operatiile de deformare plastica la rece. Prin croire se intelege amplasarea pe semifabricat a desfasuratelor cu forme t ehnologice determinate, in vederea separarii lor, astfel incat sa rezulte o cantitate minima de deseuri. In functie de configuratie si de modul de asezare a piesei pe banda, cantitatea de deseuri poate fi mai mare sau mai mica. Utilizarea cat mai eficienta a materialului se poate realiza prin: - croirea optima a tablelor in semifabricate individuale sau benzi - croirea economica a benzilor si dispunerea rationala a pieselor pe banda - stabilirea valorilor optime pentru puntite - marirea preciziei de calcul a dimensiunilor semifabricatelor si micsorarea adaosurilor la decupare - adoptarea schemelor de croire cu deseuri putine sau fara deseuri - utilizarea deseurilor care apar la executarea unor piese, pentru croirea altor piese de dimensiuni mai mici - reducerea cantitatii de rebuturi - micsorarea cantitatii de material utilizat penrtu reglarea santelor si matritelor Utilizarea eficienta a semifabricatelor sub forma de tabla:
Conform stas 901-80 aleg tabla A3 cu una din dimensiunile de mai jos: Dimensiuni de table : - 750x1500
- 800x1600 - 800x2000 - 1000x2000 In urma calculului privind eficienta folosirii materialului se va stabili dimensiunea optima a foii de tabla. Abaterile limita la grosime conform STAS 901-80 sunt ± 0,12 mm.
Marimea puntitelor :
Valorile puntitelor pentru croirea pieselor circulare si dreptunghiulare: Grosimea materialului in mm Piese rotunde de dimensiune de d in mm de la Pana la de la 100 pana la 200 b a 1,0
1,5
1,3
Marimea dimensiunilor puntitelor laterale:
Marimea dimensiunilor puntitelor intermediare:
1,7
a1 = K 1 ⋅ K 2 ⋅ K 3 ⋅ a = 0,9 ⋅ 1,0 ⋅ 0,8 ⋅ 1,7 ⇒ a1 = 1,22 mm b1 = K 1 ⋅ K 2 ⋅ K 3 ⋅ a = 0,9 ⋅ 1,0 ⋅ 0,8 ⋅ 1,3 ⇒ b1 = 0,93 mm
K 1 = 0,8...0,9 mm pentru otel dur K 2 = 1,0 mm pentru banda care trece prin stanta o singura data K 3 = 0,8 mm pentru stante cu inaintare si ghidare precisa a benzii
1 a B
D
b1
Schema de croire pe care o aleg: - fara deseuri. Modul de asigurare a pasului: - cu opritor, fara apasare laterala.
Calculul latimii benzii:
B = D + 2 ⋅ ai + j = 94,02 + 2 ⋅ 0,6 + 1 ⇒ B = 96,22 mm
Distanta intre rigle:
Pasul:
Alegerea dimensiunilor tablei:
B0 = B + j = 96,22 + 1,0 ⇒ B0 = 97,22 mm p = D + b1 = 94,22 + 0,93 ⇒ p = 94,95 mm
Aleg tabla A3 cu dimensiunile 800x2000.
800 B
=
800 = 8,31 96,22
2000 p
=
2000 = 21,06 94,95
0 0 8 4 2 , 2 2
2000
5,12
Stabilirea variantei optime (tinand seama de croire)
Coeficientul de folosire al tablei:
K f =
A ⋅ nt L ⋅ C
⋅ 100[%]
unde: A – suprafata piesei fara orificii [ mm2 ] n – numarul real de piese obtinute din banda,tinand seama de deseurile de capat nefolosite L – lungimea foii de tabla in mm C – latinea foii de tabla in mm
π ⋅ D 2
3,14 ⋅ 94,02 2 = ⇒ A = 6942,73 mm 2 A = 4 4 A ⋅ nt 6942,73 ⋅ 168 ⋅ 100 = ⋅ 100 ⇒ K f = 72,89[%] K f = 2000 ⋅ 800 L ⋅ C
Coeficientul de folosire al fasiei de tabla:
K f =
A ⋅ nt L ⋅ B
⋅ 100[%]
2
unde: A – suprafata piesei fara orificii [ mm ] n – numarul real de piese obtinute din banda,tinand seama de deseurile de capat nefolosite L – lungimea foii de tabla in mm B – latinea fasiei de tabla in mm
K f =
A ⋅ nt L ⋅ B
Coeficientul de croire :
⋅ 100 =
6942,73 ⋅ 21 ⋅ 100 ⇒ K f = 75,76[%] 2000 ⋅ 96,22
K c =
A0 ⋅ r B ⋅ p
⋅ 100[%]
unde: A0 - suprafata piesei incluzand si orificiile [mm2 ] r – numarul randurilor de croire p – pasul de avans [mm] B – latinea benzii [mm]
K c =
A0 ⋅ r B ⋅ p
⋅ 100 =
6942,73 ⋅ 1 ⋅ 100 ⇒ K c = 75,99[%] ⋅ 96,22 94,95
2.4. Proiectarea tehnologiei de executie Calculul numarului si al succesiunii operatiilor
Alegerea procedeului de ambutisare in functie de grosimea semifabricatului: Felul ambutisarii
Prima ambutisare (g/D)x100
Urmatoarele ambutisari (g/D)x100
Cu retinere
Pana la 1,5
Pana la 1
g D
⋅ 100 =
1 ⋅ 100 = 1,06 94,02
Calculul coeficientului convetional de ambutisare al piesei cilindrice cu flansa:
mc =
d Dc
unde: d - diametrul partii ambutisate Dc - diametrul semifabricatului necesar pentru obtinerea unei piese fara flansa de diametru d si cu inaltime h.
mc =
d Dc
=
34 ⇒ mc = 0,50 66,88
d c = d 22 + 4 ⋅ d d ⋅ H − 1,72 ⋅ R ⋅ d 2 − 0,56 ⋅ R 2 d c = 34 2 + 4 ⋅ 34 ⋅ 25 − 1,72 ⋅ 5 ⋅ 34 − 0,56 ⋅ 5 2 ⇒ d c = 65,18 mm Dc = d c + Ad = 65,18 + 1,7 ⇒ Dc = 66,88 mm Ad = 1,7 mm conform tabel 5.4/pag 59 d f d mc <
g D
=
75 = 2,20 34
⋅ 100 si d f / d ⇒ piesa se cva realiza prin mai multe operatii de ambutisare.
Numarul operatiilor de ambutisare:
Prima ambutisa se realizeaza la diametrul d al flansei pe inaltimea H.
m1 =
d f
=
Dc
75 ⇒ m1 = 0,79 94,02
La urmatoarele operatii de ambutisare materialul semifabricatului se redistribuie in portiunea cilindrica a piesei, fara modificarea diametrului flansei.
m2 = m3 = m4 =
d 2 d f d 3 d 2 d 4 d 3
⇒ d 2 = m2 ⋅ d f
d 2 = m2 ⋅ d f = 0,76 ⋅ 75 ⇒ d 2 = 57 mm
⇒ d 3 = m3 ⋅ d 2
d 3 = m3 ⋅ d 2 = 0,79 ⋅ 57 ⇒ d 3 = 45,03 mm
⇒ d 4 = m4 ⋅ d 3
d 4 = m4 ⋅ d 3 = 0,75 ⋅ 45,03 ⇒ d 4 = 34 mm
In urma calculului de mai sus rezulta ca avem 4 operatii de ambutisare.
Stabilirea razelor de racordare la operatiile intermediare
r 1 = 6 mm conform tabel 9.18/pag187
r 2 = r 1 ⋅ 0,7 = 6 ⋅ 0,7 ⇒ r 2 = 4,2 mm r 3 = r 2 ⋅ 0,7 = 4,2 ⋅ 0,7 ⇒ r 3 = 2,94 mm r 4 = r 3 ⋅ 0,7 = 2,94 ⋅ 0,7 ⇒ r 4 = 2 mm Calculul dimensiunilor intermediare la ambutisarea fara subtierea peretilor:
⎛ D d 2f ⎞ ⎛ 94,02 752 ⎞ − = 3,44 ⋅ r 1 ⎟⎟ = 0,25 ⋅ ⎜ − = 3,44 ⋅ 6 ⎟ ⇒ h1 = 16,16 mm h1 = 0,25 ⋅ ⎜⎜ 43 ⎝ 0,79 ⎠ ⎝ m1 d 1 ⎠ 2 d f ⎛ D ⎞ 75 2 ⎛ 94,02 ⎞ − = 3,44 ⋅ r 2 ⎟⎟ = 0,25 ⋅ ⎜ − = 3,44 ⋅ 4,2 ⎟ ⇒ h2 = 18,08 mm h2 = 0,25 ⋅ ⎜⎜ ⎝ 0,79 ⋅ 0,76 57 ⎠ ⎝ m1 ⋅ m2 d 2 ⎠ 2 ⎛ D d f ⎞ 94,02 75 2 ⎛ ⎞ h3 = 0,25 ⋅ ⎜⎜ − = 3,44 ⋅ r 3 ⎟⎟ = 0,25 ⋅ ⎜ − = 3,44 ⋅ 2,94 ⎟ ⎝ 0,79 ⋅ 0,76 ⋅ 0,79 45,03 ⎠ ⎝ m1 ⋅ m2 ⋅ m3 d 3 ⎠ ⇒ h3 = 20,84 mm
d 2f ⎛ ⎞ D 94,02 75 2 ⎛ ⎞ − = 3,44 ⋅ r 4 ⎟⎟ = 0,25 ⋅ ⎜ − = 3,44 ⋅ 2 ⎟ h4 = 0,25 ⋅ ⎜⎜ ⎝ 0,79 ⋅ 0,76 ⋅ 0,79 ⋅ 0,75 34 ⎠ ⎝ m1 ⋅ m2 ⋅ m3 ⋅ m4 d 4 ⎠ ⇒ h4 = 25mm
Analiza tehnologiei de executie (2 sau 3 variante)
Nr crt
Succesiunea operatiilor
Tipul stanta / matrita
1
2
3
-
decupare ambutisare 1 ambutisare 2 ambutisare 3 ambutisare 4 perforare
-
decupare + ambutasare 1
-
ambutisare 2 ambutisare 3 ambutisare 4 perforare
-
decupare + ambutasare 1
-
ambutisare 2 ambutisare 3 ambutisare 4 perforare
Stanta pentru decupare Matrita pentru ambutisare Matrita pentru ambutisare Matrita pentru ambutisare Matrita pentru ambutisare Stanta pentru perforare Matrita combinata decupare – ambutisare Matrita pentru ambutisare Matrita pentru ambutisare Matrita pentru ambutisare Stanta pentru perforare Matrita combinata decupare – ambutisare Matrita pentru ambutisare Matrita pentru ambutisare Matrita pentru ambutisare Matrita de perforare
Stabilirea tipului de stanta / matrita pentru variantele de tehnologie analizata
Conform tabelului de la analiza tehnologiei de executie aleg a 3-a varianta de tehnologie de executie.
Caracteristicile productiei de piese matritate la rece:
In functie de tipul productiei (de serie mare) si de criteriile specifice avem: Tipuri de prese – prese mecanice rapide Tipuri de stante sau matrite – stante sau matrite combinate si simple, stante s au matrite automate Gradul de mecanizare – alimentare automata cu benzi si semifabricate, alimentare mecanizata cu foi si semifabricate mari. Caracterul productiei – productie in flux cu loturi mari, linii automatizate reglabile Coeficientul de serie (nr de operatii diferite executate la o piesa) – 3 ... 10 Volumul anual orientativ de productie (la un singur schimb in mi de bucati) – piese mijlocii: 50 ... 1000
Avantajele si dezavantajele utilizarii matritelor cu actiune simultana si succesiva:
Precizia matritarii – precizie medie si mica (corespunzatoare claselor 7 ... 9 de precizie) Calitatea pieselor decupate – peisele mici prezinta indoiri (rasuciri), necesitand executarea ulterioara a operatiei de indreptare Dimensiunile maxime ale pieselor si domeniul de grosimi – la ambutisare, pana la 250 mm, domeniul grosimilor: de la 0,2mm pana la 3mm; in cazul operatiilor de taiere si indoire, pana la 500mm, cu grosimea pana la 10 mm Productivitatea matritarii – productivitate ridicata, datorita alimentarii si transitirii automate de la o operatie la alta a semifabricatelor si indreptarii automate a pieselor Functionarea pe prese rapide – este posibila functionare la prese cu 400 cd/min si chiar mai mult
Securitatea deservirii – securitatea este asigurata, deoarece este imposibila introducerea mainii in zona de lucru a matritei Folosirea matritarii pe mai multe randuri – se foloseste pe scara larga, la executarea pieselor plane, indoite si cave, de dimensiuni mici Manopera si costul executarii matritelor – pentru decuparea pieselor cu configuratie simpla costul acestora este mai mic decat cel al matritelor cu actiune simultana
Lubrifiere si tratament termic
Lubrifierea
Lubrifiantii utilizati la ambutisare trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii: sa formeze o pelicula uniforma si rezistenta, care sase usuce greu; sa suporte presiuni foarte mari; sa aiba o buna aderenta;sa se poata indeparta usor dupa ambutisare; sa nu degradeze mecanic sau chimic suprafetele active ale matritei de ambutisare si s uprafetele piesei ambutisate; sa fie stabile din punct de vedere chimic; sa nu fie nocive si usor inflamabile. In practica se utilizeaza un numar foarte mare de lubrifianti, care se pot imparti in doua grupe: - lubrifianti fara adaosuri - lubrifianti cu adaosuri Lubrifiantii cei mai buni au un continut mare de adaosuri (creta, talc, grafit) – care maresc durabilitatea matritei de 2 – 5 ori fata de durabilitatea corespunzatoare utilizarii lubrifiantilor fara adaosuri. Ungerea materialului sub forma de platbande si benzi se face, prin trecerea lor printre rolele de pasla, care se afla in continuu in lubrifiant. Operatia aceasta are loc o data cu avansul benzii in matrita. In cazul alimentarii automate din buncar, semifabricatele mici, in bucati, nu sunt unse, pentru a nu se lipi de buncar si a ingreuna functionarea normala a masinii automate. Ambutisarea fara ungere provoaca uzarea mai rapida a sculelor, precum si necesitatea de a micsora gradul de deformare pe faze (deci coeficientii de ambutisare vor fi mai mari). Ungerea semifabricatelor mari, in bucati, se face de obicei prin cufundare sau prin ungere cu pensula. Pentru acest caz se recomanda urmatoarele: - nu este bine sa se unga complet prin cufundare - lubrifiantul va fi intins doar pe partea ce vine in contact cu placa de ambutisare – s au se poate unge periodic suprafata activa a placii de ambutisare - ungerea poansonului sau a semifabricatului pe partea poansunului nu este indicata – materialul va aluneca de-a lungul poansonului si se va subtia - se vor indeparta urmele lubrifiantului de pe partea frontala si de racardare a poansunului - pentru a se mari forta de frecare dintre poanson si semifabricat. In acest scop, suprafata de lucru a poansoanelor de ambutisare nu se polizeaza fin.
Pentru piesa mea voi alege urmatorul lubrifiant cu urmatoarele caracteristici: Compozitia lubrifiantului Continutul in % din greutate Observatii Ulei de axe 43 Untura de peste 8 Acest lubrifiant da cele mai Grafit 15 bune rezultate Acid oleic 8 Sulful se introduce sub
Sulf Sapun verde Apa
5 6 15
forma de pulbere fina
Tratamentul termic al pieselor ambutisate
La ambutisare, ca si la orice alta deformare plastica la rece, in materialul prelucrat are loc un proces de ecruisare, insotit de cresterea caracteristicilor de rezistenta precum si scaderea plasticitatii materialului. Prin alegerea corecta a coeficientului de ambutisare optim, precum si a celorlalti factori, se poate executa in medie un anumit numar de operatii de ambutisare, fara a fi necesara recoacerea intermediara. Gradul de deformare la fiecare operatie va tribui sa f ie cel optim, in concordanta cu grosimea relativa a semifabricatului. Micsorarea gradului de deformare la fiecare operatie va permite sa se obtina un grad t otal de deformare mai mare si se executa un numar mai mare de operatii, fara recoaceri intermediare. La ambutisarea pieselor din banda, sau la presele automate, se executa 8 ... 14 operatii de ambutisare fara recoaceri intermediare. Pentru micsorarea tensiunilor care apar in metal, precum si pentru reducerea gradului de ecruisare, se pot mari razele de racordare ale placii de ambutisare, cu conditia sa se foloseasca elemente de retinere combinata a semifabricatului. Valoarea jocului dintre poanson si placa de ambutisare influenteaza gradul de ecruisare in sensul ca la jocuri mai mici decat grosimea metalului (operatii de calibrare), ecruisarea metalului este foarte intensa. In acest caz recoacerea va fi aplicata dupa una sau maximum doua operatii. Imbatranirea materialului influenteaza, de asemenea, asupra gradului de ecruisare. Procesul de imbatranire nu are loc prea repede, de aceea va trebui ca intre operatiile succesive de ambutisare sa nu treaca mult timp, in asa fel incat metalul sa nu-si piarda plasticitatea. Pentru inlaturarea ecruisarii si restabilirii plasticitatii, piesele se supun la: - recoacerea la temperaturi inalte (la oteluri peste temperaturile de transformare Ac1 si chiar peste Ac3), pentru obtinerea unei structuri in general fina s i uniform repartizata, prin recristalizarea totala. Pentru oteluri cu continut scazut de carbon, recoacerea se poate inlocui cu o normalizare de la 920 ... 950ºC - recoacerea la temperaturi joase (la oteluri sub temperatura Ac1), dar intotdeauna deasupra temperatura de recristalizare a aliajului. Datorita faptului ca ecruisarea este neuniforma in sectiunea pieselor ambutisate se aplica o recoacere locala, care se executa prin cufundarea partii ecruisate a piesei intr-o baie de plumb sau de azotat de potisiu, precum si prin incalzirea piesei prin inductie, prin contact elecric, in cuptoare electrice etc. Procedeul cel mai bun este incalzirea prin inductie cu curenti de frecventa normala. Instalatia de incalzire este constituita dintr-un transformator monofazic, in care piesa de r ecopt reprezinta infasurarea secundara, ca o singura spira. Recoacerea dureaza 20 – 40 secunde. Recoacerea flanselor prin incalzire cu curenti de inalta frecventa dureaza 3 – 5 secunde. Oxidarea din timpul recoacerii se evita prin executarea recoacerii in cuptoare cu mediu neutru sau reducator. Totusi, este recomandat sa se faca, dupa tratamentul termic, decaparea pieselor. Dupa decapare se aplica o spalare - spalare in curent de apa rece; - neutralizare intr-o solutie bazica slaba, la temperatura de 60 – 80 ºC; - spalare in apa firbinte. Sinteza procesului tehnologic Fisa tehnologica
Nr .
Denumeria operatiei
Schita operatiei
S.D.V. – uri
crt
1
Decupare la diametrul D = 94,02 m m din tabla A3 cu dimensiunile 800x2000 + ambutasare 1 la diametrul flansei de d f = 75 mm
Matrita combinat a decupare – ambutisar e
2 0 , 4 9
pe inaltimea
h1 = 16,16
mm si la raza de racordare r 1 = 6 mm
2
75 1
6 1 , 6 1
R6
Ambutisare 2 la diametrul d 2 = 57 mm pe inaltimea
75
h2 = 18,08
57 R4.2
1
8 0 , 8 1
R4.2
mm si la raza de racordare r 2 = 4,2 mm Ambutisare 3 la diametrul 3
Matrita pentru ambutisar e
75
d 3 = 45,03
R2,94
45,03
mm pe inaltimea
R2,94
1
4 8 , 0 2
Matrita pentru ambutisar e
h3 = 20,84 mm si la raza de racordare r 3 = 2,94 mm
4
Ambutisare 4 la diametrul d 4 = 34 mm pe inaltimea h4 = 25 mm si la raza de racordare r 4 = 5 mm Perforarea celor 2 gauri
75
34 1
R5
R5 5 2
Matrita pentru ambutisar e
5
prevazute pe flansa la un diametru d=7
Matrita pentru perforare
75 58
34 1
R5
R5 5 2
Capitolul 3. Pozitionarea semifabricatului in vederea prelucrarii. Schitele stantelor si matritelor. Calculul fortei necesare pentru prelucrare 3.1. Pozitionarea semifabricatului in vederea prelucrarii Variante de pozitionare
Precizia si calitatea pieselor obtinute la o anumita operatie sunt conditionate si de modul in care se realizeaza orientarea si fixarea semifabricatului in raport cu traiectoria poansoanelor. Orice corp solid are in soatiu sase grade de libertate si anume: 3 de translatie si 3 de rotatie, in lungul si respectiv in jurul a 3 axe de coordonate, alese arbitrar, perpendiculare intre ele.
La operatiile de stantare – matritare, pentru a se realiza prelucrarea, semifabricatul este pozitionat si fixat, pozitionarea sa necesitand preluarea tuturor gradelor de libertate; sunt necesare si suficiente 6 puncte de sprijin, dispuse in 3 perpendiculare intre ele. Tabel 3.1 Nr. Materializarea Conservarea crt. Schema de pozitionare schemei de schemei de pozitionare pozitionare
- placa activa
1
2
3
- placa de ghidare (rigla)
- forta de apasare (desprende material) - impingator lateral
- opritor
- cautator
- poanson - inel de centrare - placa de ghidare
- poanson - inel de centrare - placa de ghidare
Forta de stangere
Forta de stangere
- poanson - inel de centrare - placa de ghidare
4
- poanson - inel de centrare - placa de ghidare
5
Forta de stangere
Forta de stangere
Variante de avans
Nr. crt.
Denumirea operatiei
Tip semifabricat
1
Decupare + ambutasare 1
banda
2
Ambutisare 2
banda
3
Ambutisare 3
banda
4
Ambutisare 4
banda
5
Perforare
banda
Variante de avans Automat cu poanson de pas Automat cu poanson de pas Automat cu poanson de pas Automat cu poanson de pas Automat cu poanson de pas
Tabel 3.2 Conditii de utilizare Dispozitiv de avans automat Dispozitiv de avans automat Dispozitiv de avans automat Dispozitiv de avans automat Dispozitiv de avans automat
Variante de avans Manual cu opritor Automat cu poanson de pas
Tabel 3.3 Conditii de utilizare Dispozitiv de avans automat Dispozitiv de avans automat
Stabilirea variantei optime
Nr. crt. 1
Denumirea operatiei Decupare + ambutasare 1
Tip semifabricat banda
2
Ambutisare 2
banda
3
Ambutisare 3
banda
4
Ambutisare 4
banda
5
Perforare
banda
Manual cu opritor Automat cu poanson de pas Manual cu opritor Automat cu poanson de pas Manual cu opritor Automat cu poanson de pas Manual cu opritor
Dispozitiv de avans automat Dispozitiv de avans automat Dispozitiv de avans automat Dispozitiv de avans automat Dispozitiv de avans automat Dispozitiv de avans automat Dispozitiv de avans automat t
3.2. Schitele stantelor si matritelor Matrita simultana pentru decupare si ambutisare
2
21 10
26 24 4
13
14
9
3
15 16
20
19 18 8
17
5 6
22 25
7 11 12
23
1
1 – placa de baza 3 – poanson de ambutisare 5 – placa de taiere 7 – inel de retinere si eliminare 9 – eliminator superior 11, 26 – stifturi 13 – cep 16, 23 – tiranti 18 – opritor 21, 22 – coloane de ghidare
2 – placa superioara 4 – poanson de decupare 6 – placa suport 8 – placa de desprindere 10 – inel de fixare 12, 14 – tije eliminatoare 15 – element elastic 17 – cep de sprijin pentru elementul elastic 19, 20 – bucse de ghidare 24, 25 – suruburi
Matrita pentru a doua si urmatoarele ambutisari
1
2
3
4
5
1 – placa superioara 2 – placa de ambutisare 3 – inel de pozitionare si retinere 4 – poanson pentru ambutisare 5 – placa de baza
Matrita perforare
1 – placa superioara 2 – extractor 3 – poanson pentru perforare 4 – placa pentru taierea marginilor 5 – placa pentru perforare 6 – placa de baza
3.3. Calculul fortei necesare pentru prelucrare
Calculul fortei necesare la decupare / perforare:
Calculul fortei de taiere:
F = Lc ⋅ g ⋅ τ = 295,37 ⋅ 1 ⋅ 280 ⇒ F = 82703,6 N
94,02 ⇒ Lc = 295,37 mm 2 τ pt otel conform tabel 11.9/241 τ = (0,75...0,9) ⋅ σ r = 0,8 ⋅ 340 ⇒ τ = 280 N
Lc = 2 ⋅ π ⋅ r = 2 ⋅ 3,14 ⋅
mm 2
σ r pentru OL32 conform tabel 11.10/241 σ r = 320...400 ⇒ σ r = 340 N mm 2 unde: Lc - lungimea taieturii in mm g – grosimea materialului de prelucrat
τ - rezistenta la forfecare a materialului, in N mm 2 σ r - rezistenta la rupere in N mm 2
Rezistenta la forfecare :
τ = (0,75...0,9) ⋅ σ r = 0,8 ⋅ 340 ⇒ τ = 280 N mm 2
Forta de strangere a materialului intre inelul de fixare si placa activa:
Q1 = k 1 ⋅ F = 0,4 ⋅ 82703,6 ⇒ Q1 = 33081,44 N k 1 = 0,3…0,5 pentru τ < 300 N mm 2 unde: k 1 - coeficient pentru decupare de precizie.
Forta necesara pentru starngere intre poanson si eliminator:
Q2 = k 2 ⋅ F = 0,1 ⋅ 82703,6 ⇒ Q2 = 8270,36 N k 2 = 0,1…0,15
unde: k 2 - coeficient pentru decupare. Forta pentru scoaterea semifabricatului de pe poanson:
F sc = k sc ⋅ F t = 0,03 ⋅ 124055,4 ⇒ F sc = 3721,66 N
unde: F – forta totala de decupare perforare k sc - coeficient ce depende de tipul stantei si de grosimea materialului. Se alege din tabelul 11.15
Forta pentru impingerea piesei prin placa de taiere:
F imp = k imp ⋅ F ⋅ n = 0,04 ⋅ 82703,6 ⋅ 4 ⇒ F imp = 13232,57 N k imp = 0,03...0,07 pentru otel n=
h g
=
4 ⇒ n = 4 mm 1
Adopt h = 4 unde: F imp - forta de impigere; F – forta de decupare; k imp - coeficient de corectare n – numarul de piese aflate in portiunea cilindrica a placii de taiere h – inaltimea portiunii cilindrice a placii de taiere, in mm g – grosimea materialului de prelucrat
Forta totala
F tot = 1,3 ⋅ F + Qe = 1,3 ⋅ 82703,6 + 16954,23 ⇒ F tot = 124468,91 N Qe = F sc + F imp = 3721,66 + 13232,57 ⇒ Qe = 16954,23 N unde: Qe - forta de eliminare a semifabricatului
L =
Calculul lucrului mecanic la decupare / perforare
F ⋅ g ⋅ λ
1000
=
82703,6 ⋅ 1 ⋅ 0,6 = 49,62 J 1000
unde: F – forta de taiere; g – grosimea materialului; λ - roportul dintre forta medie si forta maxima de taiere
P=
Calculul puterii la decupare / perforare
a0 ⋅ L ⋅ n
60 ⋅ η
=
1,3 ⋅ 49,62 ⋅ 140 ⇒ P = 250W 60 ⋅ 0,6
unde: a0 - coeficient ce depinde de regimul de lucru si variaza intre 1,1...1,4 L – lucrul mecanic ; n – numarul de rotatii ale arborelui principal η - randamentul mediu al forfecelor si are valori intre 0,5...0,7 Caracteristicile tehnice ale presei cu excentric cu simplu efect: Caracteristici tehnice principale Forta maxima de presare (F) Numarul de curse duble ale culisoului (n) Domeniul de reglare al cursei culisoului (C) Distanta dintre axa culisoului si batiu (R) Dimensiunile mesei (A1xB1) Dimensiunile orificiului din masa Locasul pentru cep (dxl) Distanta maxima intre masa si culisou (H) Reglarea lungimii bielei (M) Deschiderea de trecere prin batiu spre spate Grosimea placii de inaltare Diametrul gaurii de trecere din placa de inaltare Puterea motorului Inclinarea maxima a presei Lungimea Latime neinclinata Latimea inclinata Inaltimea
PAI16 16 140 8 – 76 165 450X310 Ø150 40x65 225 60 250 50 110 1,5 30 1000 1310 1500 1940
Calculul fortei necesare la ambutisarea 1:
Calculul fortei de ambutisare 1
F = π ⋅ d 1 ⋅ g ⋅ σ r ⋅ k f = 3,14 ⋅ 75 ⋅ 1 ⋅ 340 ⋅ 0,25 ⇒ F = 20027,65 N
unde: d 1 - diametrul piesei cilindrice la prima operatie g- grosimea materialului
σ r - rezistenta la rupere in N 2 mm k f - coeficient corespunzator tabel 11.21 / pag 253
Forta totala de ambutisare 1
F t = F + Q = 20027,65 + 2495,13 ⇒ F t = 22522,78 N
Q=
π
4
⋅ [ D 2 − (d 1 + 2 ⋅ r pl )] ⋅ q =
π
4
⋅ [94,02 2 − (75 + 2 ⋅ 6)] ⋅ 2,5 ⇒ Q = 2495,13N u
nde:Q- forta de retinere q – presiunea medie de retinere
Lucrul mecanic
L =
C ⋅ F ⋅ h
1000
=
0,64 ⋅ 22522,78 ⋅ 16,16 ⇒ L = 232,93 J 1000
unde:C – coeficient empiric tabel 11.26 / pag 255 h – adancimea ambutisarii
Viteza de ambutisare
v = 33,1 ⋅ (1 + m ) ⋅ D − d 1 = 33,1 ⋅ (1 + 0,79 ) ⋅ 94,02 − 75 ⇒ v = 258,39mm / s un de: m – coeficientul de ambutisare
Calculul fortei necesare la ambutisarea 2:
Calculul fortei de ambutisare 2
F = π ⋅ d 2 ⋅ g ⋅ σ r ⋅ k f = 3,14 ⋅ 57 ⋅ 1 ⋅ 340 ⋅ 0,25 ⇒ F = 15221,01 N
unde: d 2 - diametrul piesei cilindrice la a doua operatie g- grosimea materialului
σ r - rezistenta la rupere in N mm 2 k f - coeficient corespunzator tabel 11.21 / pag 253
Forta totala de ambutisare 2
F t = F + Q = 15221,01 + 8958,6 ⇒ F t = 24179,65 N
Q=
π
4
⋅ [ D 2 − (d 2 + 2 ⋅ r pl )] ⋅ q =
π
4
⋅ [94,02 2 − (57 + 2 ⋅ 4,2 )] ⋅ 2,5 ⇒ Q = 8958,6 N
unde:Q- forta de retinere q – presiunea medie de retinere
Lucrul mecanic
L =
C ⋅ F ⋅ h
1000
=
0,67 ⋅ 24179,65 ⋅ 18,08 ⇒ L = 292,9 J 1000
unde:C – coeficient empiric tabel 11.26 / pag 255 h – adancimea ambutisarii
Viteza de ambutisare
v = 33,1 ⋅ (1 + m ) ⋅ D − d 2 = 33,1 ⋅ (1 + 0,76) ⋅ 94,02 − 57 ⇒ v = 354,45mm / s un de: m – coeficientul de ambutisare
Calculul fortei necesare la ambutisarea 3:
Calculul fortei de ambutisare 3
F = π ⋅ d 3 ⋅ g ⋅ σ r ⋅ k f = 3,14 ⋅ 45,03 ⋅ 1 ⋅ 340 ⋅ 0,25 ⇒ F = 12024,6 N
unde: d 3 - diametrul piesei cilindrice la a treia operatie g- grosimea materialului
σ r - rezistenta la rupere in N mm 2 k f - coeficient corespunzator tabel 11.21 / pag 253
Forta totala de ambutisare 3
F t = F + Q = 120247,78 + 12267,78 ⇒ F t = 24292,38 N
Q=
π
4
⋅ [ D 2 − (d 3 + 2 ⋅ r pl )] ⋅ q =
π
4
⋅ [94,02 2 − (45,03 + 2 ⋅ 2,94)] ⋅ 2,5 ⇒ Q = 12267,78 N
unde:Q- forta de retinere q – presiunea medie de retinere
Lucrul mecanic
L =
C ⋅ F ⋅ h
1000
=
0,64 ⋅ 2429,38 ⋅ 20,84 ⇒ L = 324 J 1000
unde:C – coeficient empiric tabel 11.26 / pag 255 h – adancimea ambutisarii
Viteza de ambutisare
v = 33,1 ⋅ (1 + m ) ⋅ D − d 3 = 33,1 ⋅ (1 + 0,79 ) ⋅ 94,02 − 45,03 ⇒ v = 414,7 mm / s unde: m – coeficientul de ambutisare
Calculul fortei necesare la ambutisarea 4:
Calculul fortei de ambutisare 4
F = π ⋅ d 4 ⋅ g ⋅ σ r ⋅ k f = 3,14 ⋅ 34 ⋅ 1 ⋅ 340 ⋅ 0,25 ⇒ F = 9079,2 N
unde: d 4 - diametrul piesei cilindrice la a patra operatie g- grosimea materialului
σ r - rezistenta la rupere in N mm 2 k f - coeficient corespunzator tabel 11.21 / pag 253
Forta totala de ambutisare 4
F t = F + Q = 9079,2 + 14521,54 ⇒ F t = 23600,74 N
Q=
π
4
⋅ [ D 2 − (d 4 + 2 ⋅ r pl )] ⋅ q =
unde:Q- forta de retinere q – presiunea medie de retinere
Lucrul mecanic
π
4
⋅ [94,02 2 − (34 + 2 ⋅ 2)] ⋅ 2,5 ⇒ Q = 14521,54 N
L =
C ⋅ F ⋅ h
1000
=
0,64 ⋅ 23600,74 ⋅ 25 ⇒ L = 377,61 J 1000
unde:C – coeficient empiric tabel 11.26 / pag 255 h – adancimea ambutisarii
Viteza de ambutisare
v = 33,1 ⋅ (1 + m ) ⋅ D − d 4 = 33,1 ⋅ (1 + 0,76) ⋅ 94,02 − 34 ⇒ v = 459,01mm / s un de: m – coeficientul de ambutisare
Capitolul 4. Proiectarea principalelor elemente ale stantelor si matritelor. Sinteza echipamentului tehnologic. Determinarea centrului de presiune al echipamentului Nr crt.
Denumirea
Dimensiuni [mm]
Tipizat sau STAS
Tabel 4.1 Material si Rugozitate tratament [μ m]
H 30
A 10
B 10
1050-0068
1
Tija eliminatoare
2
Cep
30
50
28
A 28X50
3
Placa superioara
337
45
320
4 5 6
Surub Coloana Placa portpoanson
50 200 30
8 52 220
8 52 200
A1 10223601 M6 1030-0128
7
Poanson de ambutisare
30
57
57
1143-0318
8 9
Bucsa Placa de ambutisare
58 66
27 110
16 110
1032-0031
10
Inel de pozitionare Cilindru de protectie Surub Placa de baza Tirant Placa mobila Arc elastic Tija centrala fixa Contrapiulita Piulita Placa fixa Tirant Surub Inel metalic Placa eliminatoare Stift
30
110
37
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
termic OLC 45, calit + revenit OLC 45, calit + revenit FC 200
12,5
12,5
3,2 12,5 0,8 – 1,6 3,2
110
OLC 15 OLC 15 Cali + revenit, OSC 10 Cali + revenit, OSC 10 OLC 15 Cali + revenit, OSC 10 RM4
125
125
OLC 15
12,5
50 63 70 15 30 160
8 200 10 140 90 15
8 250 10 140 90 15
M6 1022-3501
OLC 15 FC 200 OLC 15 OLC 45 OLC 15 OLC 45
12,5 3,2 12,5 3,2 12,5 12,5
50 50 15 70 50 20 12
8 8 140 10 8 12 75
8 8 140 10 8 12 75
M6 M6
70
10
10
M6 1053-0121 1041-0004
3,2
0,2 – 0,8 3,2
0,2 – 0,8
OLC 15 12,5 OLC 15 12,5 OLC 45 3,2 OLC 15 12,5 OLC 15 12,5 RM4 0,2 – 0,8 OLC 45 calit 3,2 + revenit OL 60 12,5
4.2. Sinteza echipamentului tehnologic
Tabel 4.2
B
C
D
A
. c u b . r N
a l 2 a / c 1 S
1
0 6 L O
5 4 C L O
4 M R
5 1 C L O
5 1 C L O
5 4 C L O
5 1 C L O
5 1 C L O
5 4 C L O
5 1 C L O
5 4 C L O
5 1 C L O
0 0 2 C F
5 1 C L O
5 1 C L O
4 M R
0 1 C S O
5 1 C L O
0 1 C S O
0 1 C S O
5 1 C L O
5 1 C L O
0 0 2 C F
5 4 C L O
5 4 C L O
l a i r e t a M
9 0 0 2 2 0 3 1
l a i r e t a M
S A T S
l e r o i V u i o n u a P . f o r P
2
t f i t S
3
5 2
e r a n i m i l e e d a c a l P
4 2
c i l a t e m l e n I
3 2
b u r u S
2 2
t n a r i T
1 2
a x i f a c a l P
0 2
a t i l u i P
9 1
a t i l u i p a r t n o C
8 1
a x i f a l a r t n e c a j i T
7 1
c i t s a l e c r A
6 1
a l i b o m a c a l P
5 1
t n a r i T
4 1
a z a b e d a c a l P
3 1
r u b u S
2 1
e i t c e t o r p e d u r d n i l i C
1 1
e r a n o i t i z o p e d l e n I
0 1
e r a s i t u b m a e d a c a l P
9
a s c u B
8
e r a s i t u b m a e d n o s n a o P
7
n o s n a o p t r o p a c a l P
6
a n a o l o C
5
b u r u S
4
a r a o i r e p u s a c a l P
3
p e C
2
e r a o t a n i m i l e a j i T
1
9 0 0 2 2 0 3 1
a e r i m u n e D
. t r c . r N
l e r o i V u i o n u a P . f o r P
u i t n e r u a L u d n a S . d u t S
i r a s i t u b m a e l e r a o t a m r u u r t n e p a t i r t a M
i t a l a G " s a c o i J e n . d a c M . a e C e m . r a e T n d a r u a d e e D " t a t a t a l e u C t a c t a i F s r e v i n U
1
2
3
4
4
5
5
6
6
D
C
B
4.3. Determinarea centrului de presiune al echipamentului
A
Centrul de presiune reprezinta punctul in care este aplicata rezultanta fortelor ce actioneaza simultan asupra stantei in procesul de lucru. Pentru a nu produce dezaxarea stantei, asimetria jocului, uzarea rapida a elementelor de ghidare si a muchiilor active, este necesar ca axa cepului sa coincida cu centrul de presiune. In cazul de fata intruca matrita este simetrica centru de presiune al echipamentului se regaseste in centrul de aplicare a fortei de ambutisare pe axa de simetrie a matritei si mijlocul suprafetei de contact al poansonului de ambutisare cu piesa.
Matrita pentru a doua si urmatoarele ambutisari
Capitolul 5. Calculul de verificare al elementelor componente al stantelor si matritelor. Calculul tehnico-economic. Masuri de protectia muncii.
5.1. Calculul de verificare al elementelor componente al stantelor si matritelor Placa activa Verificarea la incovoiere
1,5 ⋅ F c ⎛ 2 ⋅ d ⎞ ⎟⎟ ≤ σ ai ⋅ ⎜⎜1 − 2 H ⎝ 3 ⋅ d 0 ⎠
σ i =
σ ai = 300...500 N / mm 2
1,5 ⋅ 43005,87 ⎛ 2 ⋅ 57 ⎞ 2 1 ⋅ − ⎜ ⎟ = 9,68 N / mm 2 66 ⎝ 3 ⋅ 110 ⎠ F c = 1,3 ⋅ F = 1,3 ⋅ 33081,44 ⇒ F c = 43005,87 N
σ i =
Poansoane Verificarea la compresiune:
σ c =
F c
≤ σ ac
Amin
σ ac = 1000...1600 N / mm 2 π ⋅ r 2
Amin =
⇒ Amin = 1275,87mm 2
2 43005,87 σ c = = 33,7 N / mm 2 1275,87
Verificarea la strivire:
σ str =
F c Ss
≤ σ astr
σ astr ≥ 120...180 N / mm 2 S s = 30 ⋅ 57 = 1710mm 2
σ str =
43005,87 ⇒ σ str = 25,14 N / mm 2 1710
Verificarea la flambaj:
λ = l f =
l f imin l⋅ 2
imin = I min =
2
=
I min Amin
π ⋅ d 3
64
30 ⋅ 2 ⇒ l f = 21,21mm 2 9090,64 = ⇒ imin = 2,66 1275,87
=
π ⋅ 57 3
64
⇒ I min = 9090,64
σ f = c=
π 2 ⋅ E ⋅ I min l f 2 ⋅ A
σ f σ c
=
π 2 ⋅ 2,1 ⋅ 1011 ⋅ 9090,64
21,212 ⋅ 1275,87
⇒ σ f = 3,2 ⋅ 1010 N / mm 2
≥ caf
3,2 ⋅ 1010 c= ⇒ c = 8,4 ⋅ 108 37,7
Placi de baza:
σ i =
F c ⋅ l
≤ σ ai
2 ⋅ W σ ai = 300...500 N / mm 2 ( B − c ) ⋅ H 2 (200 − 57 ) ⋅ 632 = ⇒ W = 94594,5 W = 6 6 43005,87 ⋅ 63 σ i = = 14,32 N / mm 2 2 ⋅ 94594,5 5.2. Calculul tehnico - economic
N T =
T pi n0
Normarea tehnica
+ T op + T dt + T ir
T u = T op + T dt + T ir T pi = 8 + 23 ⇒ T pi = 31min - timp de pregatire – incheiere n0 = 100 - numarul de piese din lot T op = - timpul operativ T dt - timpul de deservire a locului de munca T ir - timpul de intreruperi reglementate T u - timpul unitar p ⎞ ⎛ ⎟ = T op ⋅ K 1 100 ⎝ ⎠ T u = (t b + t a1 + t a 2 + t a 3 + t a 5 + t a 6 ) ⋅ K 1 = (0,007 + 0,01 + 1,6 + 2,3 + 0,6 + 1,4 ) ⋅ 1,12 ⇒ T u = 6,62 min 1 1 = ⇒ t b = 0,007 t b = Z ⋅ n 1 ⋅ 140 31 + 6,62 ⇒ N T = 7 min N T = 100 T u = (t b + t a ) ⋅ ⎜1 +
Norma de productie
N p =
480 T u
=
480 ⇒ N p = 72,5bucati 6,62
Alegerea variantei optime de proces tehnologic
C = C mat + C man + C r + C ap + C as [lei / ora ]
C mat - costul materialului pentru o piesa C man - costul manoperei C r - costul regiei totale C ap - amortizarea piesei C as - amortizarea stantei sau matritei C mat =
f ⋅ g ⋅ ρ ⋅ p
10 4 ⋅ K f
=
115,99 ⋅ 1 ⋅ 7,8 ⋅ 10 ⇒ C mat = 0,11942lei / piesa 10 4 ⋅ 75,76
f - aria piesei g - grosimea materialului
ρ - masa specifica a materialului in Kg / dm 3 K f - coeficientul de folosire al materialului0 p - costul unitar al materialului in lei/kg
C man =
S p
60
⋅ T u +
S r T pi
⋅
60 no
=
10,7 12,1 31 ⋅ 6,62 + ⋅ ⇒ C man = 1,24lei / buc 60 60 100
S p - retributia medie orara a prestatorului S r - retributia medie orara a reglorului C r = C man ⋅
R
100
= 1,24 ⋅
370 ⇒ C r = 4,58lei / buc 100
R – regia totala
C ap =
V p ⋅ A p
10 4
⋅ η =
65600 ⋅ 4,2 ⋅ 0,98 ⇒ C ap = 27lei / buc 10 4
V p - valoarea initiala a presei A p - norma de amortizare
η - gradul de incarcare a presei C as =
k ⋅ V s n
=
4 ⋅ 9000 ⇒ C as = 360lei / buc 100
k - constanta ce tine seama de raportul dintre programul anual de fabricatie si durabilitatea totala a
stantei sau matritei n - programul anual de fabricatie V s - costul stantei sau matritei
C = 0,12 + 1,24 + 4,58 + 27 + 360 ⇒ C = 392,94lei
5.3. Masuri de protectia muncii
Pentru a se elimina posibilitatile de producere a accidentelor la prelucrarea la rece este necesar ca inca de la proiectare sa se respecte o serie de norme de protectia muncii: - se vor aviza numai acele tehnologii care nu prezinta pericol de accidente prin aplicarea lor - stantele si matritele deschise vor fi proiectate cu siteme 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 sigurant, in functie de felul lucrarilor a) pentru lucrari cu semifabricate sub forma de table sau benzi, vor fi prevazute cu opritori, rigle sau alte elemente de pozitionare b) pentru lucrari cu semifabricate individuale se vor prevedea sertare de alimentare, dispozitive de alimentare tip revolver etc. - stantele si matritele cu o masa mai mare de 10 kg, vor fi prevazute cu orificii cu manere pentru manipularea usoara si sigura - poansoanele nu vor trebui sa iasa, in punctul mort s uperior, din placa de desprindere sau de ghidare - de asemenea, la punctul mort superior, coloanele nu vor trebui sa iasa din bucse de protectie telescopice - se vor prevedea orificii pentru iesirea aerului la s lacile superioare, la poansoanele de ambutisare etc. - toate opritoarele mobile, ce trebuie actionate manual la inceputul sau in timpul lucrului, vor fi astfel amplasate incat sa nu necesite introducerea mainii in zona elementelor mobile, sau o pozitie incomoda de actionare - se vor prefera elementele de desprindere fixe in locul celor mobile - in jurul zonei de lucru, mai ales la stantele si matritele deschise, se vor prevedea gratare de protectie – fixe sau telescopice, pentru a nu permite introducerea mainii in zona de lucru - la extrudare si alte operatii de presare volumica, se va lucra in mod obligatoriu cu gratare de protectie din tabla, pentru a evita accidentele in cazul spargerii poansoanelor - toate muchiile elementelor componente se vor rotunji sau tesi, daca aceasta este posibila si din punct de vedere tehnologic - se va extinde mecanizarea si automatizarea introducerii semifabricatelor in stanta sau matrita, precum si evacuarea mecanizata sau automatizata a pieselor se deseurilor La intretinere si exploatarea stantelor si matritelor se vor respecta o serie de reguli ca: - incaperea in care se pastreaza stantele si matritele va fi prevazuta cu o instalatie corespunzatoare de ridicare si o scara ce se manipuleaza usor, care va fi asigurata contra rasturnarii - stantele si matritele se vor depozita in rafturi care vor avea rezistenta corespunzatoare; stantele si matritele vor fi asezate in ordine descrescatoare a masei lor - rafturile vor fi acoperite cu tabla si vor avea usoara inclinare spre interior - in acelasi loc cu stantele si matritele vor fi pastrate si dispozitivele si elementele de protectia muncii - stantele si matritele ce se gasesc in exploatare vor fi controlate periodic, conform unor grafice care vor fi intocmite de conducerea sectiei sau atelierului - presele vor fi prevazute cu dispozitiv de mentinere a culisoului in pozitia superioara, pentru a se evita coborarea lui accidentala cand se lucreaza la montarea, reglarea si demontarea stantelor si matritelor - toate organele in miscare vor avea aparatori de protectie pe intreaga lor circumferinta
