TEMA PROIECTULUI
Sa se proiecteze procesul tehnologic si stanta sau matrita pentru obtinerea piesei din figura 1. Materialul utilizat este TDA3 ( tabla decapata pentru ambutisare ).
ETAPELE DE INTOCMIRE A PROIECTULUI
1. Stabilirea temei. Prezentarea etapelor. Bibliografie. 2. Desenarea piesei la scara 1 :1.Studiul bibliografiei.Analiza formei si dimensiuniunilor piesei.Croirea materialului. 3. Stabilirea procesului de fabricatie al piesei prin presare la rece.Dispunerea elementelor active ale stantei si matritei. 4. Calculul fortelor de lucru, puterii si lucrului mecanic, alegerea piesei, determinarea centrului de presiune. 5. Intocmirea desenului de ansamblu al stantei sau matritei.Alegerea materialului si calculul de rezistenta pentru unele elemente componente ale stantei sau matritei. 6. Calcularea dimensiunii nominale si al tolerantelor pentru unele elemente componente si intocmirea desenelor de constructie ale elmentelor componente ale stantei sau matritei. 7. Stabilirea tehnologiei de fabricatie si indicatii privind intretinerea, exploatarea si separarea stantei sau matritei . Calcule tehnico-economice : - coeficientul de utilizare a materialului ; - normarea tehnica a operatiei de presare ; - costul stantei sau matritei; Masuri de protectia muncii la utilizarea stantei sau matritei proiectate.
BIBLIOGRAFIE
1. Iliescu, C. - Tehnologia stantariisi matritarii la rece, E.D.P.Bucuresti,1997. 2. M., Teodorescu si altii - Tehnologia presarii la rece,Editura Tehnica,1981. 3. Ghe.Zgura si altii - Elemente de proiectare a stantelor si matritelor, Editura Tehnica Bucuresti, 1977. 4. V., Ungureanu - Stantare si matritare la rece .Note de curs.I.I.S. Bacau,1981. 5. Hect G. si Irimie I. - Indrumar pentru tehnologia stantarii si matritarii la rece vol.1 si vol.2, Editura Tehnica Bucuresti, 1981. 6. C., Dumitras - Stante si matrite din elemente modulate ,Editura Tehnica Bucuresti. 7. Borovic - Indrumator pentru stantare si matritare la rece, Editura Tehnica Bucuresti, 1974. 8. Ica Constantin - Ambutisarea la rece, Editura Tehnica Bucuresti, 1985. 9. A., Cirillo - Tehnologia stantarii si matritarii la rece, E.D.P. Bucuresti, 1966. 10. C., Iliescu si altii - Tehnologia debitarii perforarii de precizie, Editura Tehnica Bucuresti, 1988.
1.1 Analiza formei si dimensiuniunilor piesei Piesa care urmeaza sa fie realizata este o piesa de revolutie de forma simpla.
1.2 Determinarea dimensiunilor semifabricatului.
Determinarea formelor si dimensinilor semifabricatelor se va face diferit in functie de tipul piesei ambutisate si anume : -
piese de revolutie de forma simpla ; piese de revolutie de forma complexa ; piese de forma complicata si asimetrica ; piese ambutisate cu subtiere ;
Semifabricatul este de forma circulara iar diametrul sau este dat de relatia : D =1.13 ⋅
∑A
i
=1.13 ⋅ 71.79 = 81.12
D= 81.12 unde : - Ai este suprafata unui element simplu din componenta piesei ; La calculul suprafetei semifabricatului se va tine seama si de marimea adaosului pentru taierea marginilor. Piesa este formata din urmatoarele elemente simple : 1 - inel ; 2 - sfert de inel sferic concav ; 3 - cilindru ; 4 - sfert de inel sferic convex ; 5 - cerc ;
Calculul ariei suprafetelor de forma geometrica simpla
1- aria inelului
π 2 3.14 ( d 2 − d 12 ) = ( 4096 − 3408.22) = 536.46 4 4
adaos de tundere
3- aria sfert inel concav
π
(
)
π ⋅ r ⋅ d + 2.28 ⋅ r 2 = 2 3.14 3.14 ⋅ 8.8 ⋅ 41.6 + 2.28 ⋅ 8.8 2 = 2081.90 2
(
)
5-aria cilindrului
π ⋅ d ⋅ h = 3.14 ⋅ 41.6 ⋅ 6.4 = 835.99
4-un sfert de inel convex
π 3.14 ( 2π ⋅ r ⋅ d + 8 ⋅ r 2 ) = (6.28 ⋅ 4.8 ⋅ 32 + 8 ⋅ 4.8 2 ) = 896.15 4 4
2- aria cercului
π ⋅ d 2 3.14 ⋅ 32 2 = = 803.84 4 4
1.3 Croirea materialului
Prin croire se intelege amplasarea pe semifabricat a desfasuratelor cu forme tehnologice determinate, in vederea separarii lor astfel incat sa rezulte o cantitate minima de deseuri. 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 benzilor pe banda ; - stabilirea valorilor optime pentru puntite ; - marirea preciziei de calcul a dimensiunilor semifabricatelor si micsorarea adausurilor de decupare ; - utilizarea deseurilor care apar la executarea unor piese pentru croirea altor piese mai mici ; - reducerea cantitatii de rebuturi ; In functie de cantitatea deseurilor care apar la croire piesei din banda, procedeele de croire se impart in : 1) croire cu deseuri- cazul pieselor decupate pe intreg conturul, puntita avand o forma inchisa ; 2) croirea cu deseuri putine- cazul pieselor decupate numai pe o anumita portiune a conturului , deseurile constituind puntita dintre piese sau puntita laterala ; 3) croirea fara deseuri- cazul pieselor retezate pe intreg conturul din banda fara sa mai existe deseuri.
Dintre variantele analizate, alegerea celei mai avantajoase se face pe baza eficientei economice , prin intermediul a doi coeficientide folosire a materialului.
Coeficientul de croire se calculeaza cu relatia : Kc =
Ao ⋅ r ⋅100[%] B⋅ p
in care : -
A0 este suprafata piesei incluzand si orificiile , in mm2 ; r este numarul banzilor de croire ; B este latimea benzii ; p este pasul de avans .
Coeficientul defolosire a materialului da o imagine mai reala privind folosirea mai eficienta a materialului , care se calculeaza cu formula : Kf =
in care : -
A⋅n ⋅ 100[%] L⋅B
A este suprafata piesei fara orificii; n este numarul real al pieselor obtinute din banda ; L este lungimea foii de tabla sau a benzii ; B este latimea foii de tabla sau a benzii.
Cand in urma croirii nu raman deseuri avem Kf =
n=
L p
si se obtine :
A 100[%] B⋅ p
unde : - p este pasul de avans ; La alegerea puntitelor se tine seama de : -
grosimea si duritatea materialului ;
-
dimensiunile si configuratia piesei ;
-
tipul de croire ;
-
procedeul de realizare a avansului.
Marimile dimensiunilor puntitelor laterale a1 si b1 se calculeaza cu formula : a1 = K1 ⋅ K 2 ⋅ K 3 ⋅ a b1 = K1 ⋅ K 2 ⋅ K 3 ⋅ b
unde : a=2.1 b=1.7 K1=0.085 K2=1.0 K3=0.8 a1 = 0.085 · 1 · 0.8 · 2.1 = 0.14 mm b1 = 0.085 · 1 · 0.8 · 1.7 = 0.11 mm Va rezulta :
a1 = 0.14 mm b1 = 0.11 mm
1.4 Stabilirea procesului tehnologic de executie Pentru proiectarea procesului tehnologic de executie este necesar sa se determine numarul si succesiunea operatiilor , iar apoi dimensiunile intermediare pentru fiecareoperatie in parte . Pentru rezolvarea acestor probleme tehnologice va trebui sa se defineasca pentru fiecare categorie de piese in parte, gradul de deformare. Gradul de deformare este un raport al unor dimensiuni ale piesei deformate si semifabricatului folosit si se exprima printr-un coeficient de ambutisare care are valori subunitare.
La prima ambutisare se va lucra cu coeficienti de ambutisare se va lucra cu coeficienti de ambutisare de valoare mai redusa iar la urmatoarele acestia vor avea valori mai ridicate. Piesa este cilindrica cu flansa si vom calcula coeficientul de ambutisare : mC =
d DC
in care : - d este diametrul partii ambutisate ; - DC este diametrul semifabricatului necesar pentru obtinerea unei piese fara flansa de diametru d si inaltime h. mC =
40 = 0.52 mm 76.78
g 1.6 ⋅100 ⇔ ⋅100 = 1.97 mm D 81.12
df d
=
60 = 1.38mm 43.2
Pentru executarea acestei piese este nevoie de o singura operatie de ambutisare.
2.1 Dispunerea elementelor active ale stantei si matritei.
Din grupa elementelor active ale stantelor fac parte poansoanele si placile active . Dupa natura operatiilor pe care le executa poansoanele pot fi clasificate astfel : - poansoane pentru operatii de taiere : decupare , retezare etc; - poansoane pentru operatii de deformare : indoire, ambutisare, extrudare, rasfrangerea marginilor, etc ; Fixarea poansoanelor in placa port-poansoane face cu ajustaj alunecator sau cu strangere usoara , forta de scoatere a materialului de pe poanson fiind preluata de catre un umar care uneori se obtine prin nituirea partii superioare a poansonului. Pentru fixarea poansoanelor se utilizeaza adesea , procedeul turnarii unor materiale usor fuzibilesau materiale plastice. Adesea in constructia statelor si matritelor poansoanele se asambleaza astfel incat sa poata fi usor schimbate. Placile active , la fel ca si poansoanele au o mare varietate constructive ,ele pot fi : placi active in constructia monobloc ; sau segmenti;
placi active in constructie asamblata executate din pastille
-
placi active asamblate din bucati.
Elementul comun al placilor active ( indiferent de solutia adoptata) il constituie geometria partii de lucru. Pentru a calcula dimsiunile poansonului vom folosi relatia : d p = (d + Ai + 0.2 ⋅ T ) −T p
unde : d – dimensiunea nominala a piesei ambutisate d = 40 ; dp – dimensiunea nominala a poansonului dp = 40.15; Ai – abaterea inferioara la dimensiunea piesei ; As = + 0.05 ;
Ai = - 0.05
T – toleranta de executie a piesei ; T = As - Ai = 0.05 – ( - 0.05 ) = 0.10 mm Tp – toleranta la dimensiunile placii ; d p = (40 −0.05 + 0.2 ⋅ 0.10) −0.10
dp=40.15-0.10 mm Pentru a calcula dimensiunea orificiului din placa activa vom folosi relatia : D pl = (d p + j )
+T pi
= (d + Ai + 0.2 ⋅ t + j ) +Tpl
unde : Dpl – dimensiunea placii active ; j – jocul de ambutisare ; j = 1.1 · g
j =1.1 ⋅1.6 =1.8
Tpl – toleranta la dimensiunile poansonului ; Tpl = 0.15 Dpl = ( 40.15 + 1.8 )+0.15 Dpl = 41.95+0.15mm
RASFRANGEREA MARGINILOR
Operatia de rasfrangere a marginilor se executa in vederea formarii unei borduri la semifabricate perforate anterior sau la marginea exterioara a unei piese . Tot prin rasfrangerea marginilor se poate mari inaltimea unei piese dupa ambutisarea si perforarea fundului. In cazul semifabricatelor perforate supuse operatiei de rasfrangere a marginii, datorita intinderii materialului la marginea lui se produce un puternic fenomen de subtiere. Grosimea peretelui subtiat poate fi calculat cu relatia: g1 = g
d D
g1 =1.6
16.14 21.6
g1=1.38 Diametrul gaurii prelucrate in vederea rasfrangerii marginilor se poate determina cu relatia : d = D − 2( H − 0.43r + 0.72 g ) d = 21.6 − 2(5.6 − 0.43 ⋅ 4 − 0.72 ⋅1.6)
d=16.14 Operatia de rasfrangere a marginilor se realizeaza in conditii mai bune atunci cand jocul intre poanson si placa activa este mai mare sau cand raza de rotunjire a placii de bordurat este mai mare, deoarece, creste inaltimea piesei, scade efortul necesar rasfrangerii si se micsoreaza subtierea muchiei. Pentru rasfrangerea cu contur circular avem relatia : F = 1 .1 ⋅ π ⋅ g ⋅ σ c ( D − d ) F =1.1 ⋅ 3.14 ⋅1.6 ⋅ 400( 21.38 −16.14)
F=11583.33 daN
Calculul dimensiunilor poansonului si placii de taiere Pentru calculul dimensiunilor poansonului si placii de taiere se tine seama de faptul ca la perforare dimensiunile orificiului perforat corespund dimensiunilor poansonului iar dimensiunile piesei decupate corespunde dimensiunilor orificiului din placa activa . Dimensiunea poansonului se poate determina cu relatia : d p = ( D + As ) Tp
dp=(16.14 + 0.05)-0.10
dp=16.19-0.10 Dimensiunea orificiului din placa de taiere se determina cu relatia : Da = ( D + As + j min ) +Ta Da =16.14 ⋅ 0.05 ⋅ 0.08
Da= 16.27 Relatia pentru calcularea fortei de taiere la stantare este urmatoarea : F = L ⋅ K ⋅ g ⋅σ r
L=50.63 K=1.1 – 1.3 g=1.6 σr=340
F=33077.37 daN Forta pentru scoaterea semifabricatului de pe poanson se determina cu relatia : Fsc = K sc ⋅ F
Fsc=1653.86 2.2 Calculul fortelor de lucru. Forta totala de ambutisare pentru prese cu simpla actiune este data de relatia :
Ft = F+Q unde : F – este forta de ambutisare ; Q – este forta de retinere ; Forta de ambutisare va fi calculata cu relatia : F = π ⋅ d1 ⋅ g ⋅ σ r ⋅ K1
unde :
d1 – diametrul piesei ambutisate d1 = 40; g – grosimea materialului g = 1.6 ; σr – rezistenta materialului la rupere : σr = 400 MP kf– coeficient indicat : Kf = 0.44 F = 3.14 · 40 · 1.6 · 400 · 0.44 = 35368.96 F= 35368.96 Forta de retinere va fi calculat cu relatia : Q=
[
]
π 2 2 D − ( d1 + 2rpl ) ⋅ q 4
N/mm
unde : Q – este forta de retinere ; rpl – este raza de racordare a muchiilor de ambutisare ale placii active de ambutisare rpl = 8; q – presiunea de retinere : q = 4 MP Q=
[
]
3.14 2 6580.45 − ( 40 +16 ) ⋅ 4 = 10746.68 4
Ft = 35368.96 + 10746.68 = 46115.64 Lucrul mecanic se calculeza cu relatia de mai jos : L=
λ ⋅ Fmax ⋅ h 0.80 ⋅ 35368.96 ⋅ 20 = 565.90[ daN ⋅ m] = 1000 1000
Puterea utila consumata pentru operatia de ambutisare se determina cu relatia : Nu =
L ⋅n [ kW ] 6000
n – este nr de curse duble pe minut al presei, L – lucru mecanic efectuat Nu =
565.90 ⋅ 5 = 0.47[ kW ] 6000
Calcularea centrului 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 , asimetria jocului, uzarea rapida a elementelor de ghidare si a muchiilor active, este necesar ca axa cepului sa coincida cu centrul de presiune. Pentru instalarea stantelor si matritelor pe prese, legarea dintre culisor semimartita mobila se face prin intermediul cepurilor. Cepurile de prindere se monteaza in placa de capat pe directia rezultantei fortelor de lucru. Pozitia rezultantei fortelor de lucru se numeste centru de presiune. In cazul cand avem un singur poanson care executa taierea sau ambutisarea dupa un contur simetric directia rezultantei ( deci centrul de presiune ), coincide cu directia fortei de lucru.
In cazul cand avem doua poansoane de lucru ca in figura de mai sus directia rezultantei ( centrul de presiune ) nu coincide cu axa de simetrie a unuia dintre poansoane ci se gaseste pe linia care uneste centrele celor doua poansoane.
R
P1
P2
X
XCP
CP 0
x
Pozitia centrului de presiune in acest caz se determina egaland momentul dat de fortele P1 si P2 cu momentul dat de forta rezultanta R fata de un punct convenabil ales. In cazul din figura a fost ales capunct de referinta punctul zero care coincide cu pozitia fortei P1 efectund calculele, rezulta : XCP · R = P1·O + P2 · L R = P1 + P2 XCP =
P2 ⋅ L P ⋅L = 2 R P1 + P2
In relatia de mai sus XCP reprezinta pozitia centrului de presiune fata de punctul de referinta ales, R este rezultanta fortelor de lucru iar L este distanta dintre axele celor doua poansoane. Daca cepul de prindere nu este plasat in pozitia rezultantei fortelor de lucru ( in centrul de presiune ),atunci in timpul utilizarii stantei sau matritei apar momente de
rasturnare care duc la modificarea pozitiei reciproce a elementelor active aparind totodata forte suplimentare de frecare in ghidajele presei si stantei sau matritei care duc la uzura prematura a acestora.
Alegerea utilajului Operatiile de stantare si matritare la rece se efectueaza aproape in exclusivitate, in functie de conditiile de lucru, pe diferite tipuri de prese . Dupa modul de actionare presele se impart in : - mecanice ; - hidraulice ; - pneumatice ; - electromagnetice ; - manuale. Cele mai raspanditesunt presele mecanice care pot fi : - cu excentric; - cu manivela; - cu genunchi ; - cu umar. Dupa modul de prelucrare al semifabricatelor presele cu actionarte mecanica si hidraulica, se impart in : - prese cu simpla actiune ;
- prese cu dubla actiune ; - prese cu tripla actiune ; Presele cu simpla actiune au un singur culisor mobil si sunt utilizate la cele mai diverse operatii de stantare si matritare. In functie de conditiile de lucru si felul semifabricatului, presele cu manivela au batiu de diferite forme si pozitii : - vertical ; - orizontal ; - inclinat ; - cu un singur montant ; - cu doi montanti. In scopul obtinerii prin presare la rece a unei diversitati de piese, tot mai complexe si cu cantitati de masa, s-au impus conceperea nor utilaje noi, perfectionate cu parametrii de functionare optimi.Dintre acestea o dezvoltare rapida au cunoscut presele automate pentru stantarea tablelor si pentru presari volumice. In prezent se utilizeaza tot mai mult presele cu transfer prevazute cu mai multe posturi de lucru, la care deplasarea semifabricatului de la un post la altul, in ordinea succesiunii operatiilor, se executa de catre undispozitiv transportor, pas cu pas, care constitue sistemul de transfer. Pentru presarile care necesita forte mari de lucru se construiesc prese hidraulicecu comanda dupa program si viteza la culisor controlata. Tendintele actuale in constructia acestor utilajesunt de a se trece de la masinile universale la cele specializate, asigurandu-se o productivitate ridicata, simplificarea si ieftinirea masinii. La alegerea utilajului trebuie sa se tina seama de volumul de fabricatie. In cazul folosirii unor prese existente, se aleg tipurile cele mai corespunzatoare, care nu sunt complet incarcate dar nu intotdeauna vor fi satisfacute cerintele impusede tehnologie. Alegerea piesei se face tinand seama de urmatoarele caracteristici : - destinatia tehnologica ; - forta de lucru ; - marimea cursei ; - gabaritul si forma mesei si culisorului ; - inaltimea utila maxima si minima ;
-
dimensiunile orificiului de evacuare ; numarul de curse duble ; existenta sistemului de alimentare ; existenta traversei din culisou si a tamponului ; siguranta in exploatare si mai ales rigiditatea batiului in directia culisorului ;
Se alege prese : P.A.I. 16
Alegerea materialului pentru unele elemente componente ale stantei sau matritei
Materialele utilizate pentru elementele active trebuie sa indeplineasca o serie de conditii cum ar fi : - rezistenta mecanica ridicata ; - rezistenta mecanica la uzura ; - sa nu se deformeze la tratamente termice ; - sa aiba o prelucrabilitate usoara ; Pentru elementele active de forma simpla, care pot fi usor prelucrate dupa rectificare se pot utiliza otelurile carbon de scule OSC8, OSC10, supuse unui tratament termic de calire –revenire la 63-64 HRC.Inconvenientul principal al acestor oteluri il constituie deformatiile mari care apar dupa tratamentul termic. Pentru elemente active de forma complexa se utilizeaza oteluri aliate pentru scule de tipul C120 , VSW120 , care au o mare calibilitate, rezistenta la la uzura si deformatii minime la tratamentul termic de calire-revenire. Pentru prelucrarea tablelor silicioase, in industria electrotehnica, unde apare un puternic proces de uzura a elementelor active, se folosesc pe scara larga carburile
metalice din wolfram si titan.Aceste materiale au o mare rezistenta la uzura, coeficient de frecare redus cu alte materiale, insa prelucrarea elementelor active din carburi metalice este diferita, dificila necesitand utilaje speciale. In productia de serie a stantelor si matritelorse folosesc pentru confectionarea colacilor de baza si de capat fonta.Deasemenea fonta se mai foloseste si in constructia elementelor active si matritelor mari pentru piese ambutisate de tipul caroseriei. Pentru ambutisarea unor piese din oteluri inoxidabile se folosesc elemente active din aliaje neferoase de tipul bronzurilor de alumuniu care au avantajul unor coeficienti de frecare redusi.
Calculul de rezistenta pentru unele elemente componente ale stantei sau matritei.
Poansoanele sunt supuse uneori la calcule de verificare la compresiune, flambaj si strivire pentru a preveni pericolul patrunderii partii superioare a poansonuluiin placa de capat. Verificarea solicitarii de compresiune se face cu relatia : σc =
Fc ≤ σ ac Amin
unde : Fc – este forta care actioneaza asupra poansonului ; σac – efortul unitar admisibil de compresiune pentru materialul din care este construit poansonul ; Amin – aria sectiunii transversale minime a poansonului . Efortul de strivire se calculeaza cu relatia :
σ str =
Fc ≤ σ astr Ss
unde : Ss – este aria suprafetei frontale a poansonului ; σastr – este efortul unitar admisibil de strivire pentru materialul din care este construita placa de capat. Daca efortul efectiv de strivire este mai mare decat efortul admisibil intre placa de capat si capatul frontal al poansonuluise introduce intre acestea o placa de presiune cu grosimea de 3-8mm avand rezistenta ridicata la eforturi unitare de contact. Verificarea la flambaj se face in special pentru poansoane lungi si subtiri in functie de marimea coeficientului de sveltete al poansonului, care se calculeaza cu formula : λ=
lf imin
in care : lf – lungimea de flambaj ; imin – raza de inertie a poansonului: imin =
I min Amin
unde : Imin – momentul de inertie minim al sectiunii transversale minime a poansonului ; Pentru λ>λ0 efortul unitar critic de flambaj este dat de relatia : σ=
π 2 ⋅ E ⋅ I min 2 lf ⋅ A
unde : E – este modulul de elasticitate longitudinal. Pentru λ > λ0 se poate face verificarea cu relatia Tetmajer-Iasinski, de forma : σf = 1000-5.4λ
Se verifica coeficientul de siguranta la flambaj : c=
σf ≥ ca σc
unde : σc – efortul unitar de compresiune ;
Calcularea dimensiunii nominale si al tolerantelor pentru unele elemente componente. Dimansiunile elementelor active pentru operatia de ambutisare se stabilesc in functie de dimensiunea interioara sau exterioara impusa prin desenul de executie al piesei. In cazul cand se cere respectarea dimensiunii exterioare a piesei, se tine cont ca dimensiunea exterioara a piesei este determinate de dimensiunea orificiului din placa activa .Ca urmare trebuie determinata dimensiunea orificiului din placa activa, dupa care se determina dimensiunea poansonului . Dimensiunea orificiului din placa activa se va determina cu relatia :
Dm= (d+ai)+Tm Dimensiunea nominala a poansonului se va determina cu relatia :
dp= (d+ai-j)-Tp in care : Dm, dp – sunt dimensiunile placii active si poansonului ; d – dimensiunea nominala a piesei ; ai,as – abaterea inferioara respectiv superioara la dimensiunea piesei ; Tm,Tp – tolerantele de executie a placii si poansonului ; T – toleranta de executie a piesei. In cazul cand se cere respectarea dimensiunii interioare a piesei, se va tine cont ca dimensiunea interioara a piesei este determinata de dimensiunea poansonului .Ca
urmare trebuie determinatain primul rand dimensiunea poansonului ,apoi, in functie de aceasta se determina dimensiunea orificiului din placa activa. Prin uzare dimensiunea poansonului se modifica mult mai putin decat dimensiunea placii active, de aceea, dimensiunea poansonului se va adopta la o valoare apropiata de dimensiunea minima a piesei. Dimensiunea poansonului se determina cu relatia :
Dp= (D+Ai+0.2T)-Tp dupa care rezulta si dimensiunea orificiului din placa activa :
Dm= (dp+j)+Tm =(d+Ai+0.2T+J) unde : T= As-Ai Poansoanele se executa de obicei cu tolerante negative fata de dimensiunea nominala iar orificiu din placa activa se executa cu toleranta pozitiva fata de dimensiunea nominala.
Indicatii privind intretinerea , exploatarea si separarea stantei sau matritei . In cazu stantarii unor piese simple, de grosime mica si dimensiuni reduse, timpul destinat deservirii este foarte mic. La stantarea unor piese din otel silicios pe stante cu actiune succesiva, timpul consumat pentru deservirea stantei este mai mare decat cel aferent lucrului util. In general costul deservirii si separarii stantelor si matritelor in timpul exploatarii depaseste costul fabricatiei acestora . La exploatarea stantelor sau matritelor defectiunile care apar se datoresc nerespectarii regulilor de exploatare si montarii incorecte a stantei sau matritei pe presa. Pentru exploatarea corespunzatoare sau matritelor este necesara alegerea unei prese cu rigiditate redusa Uzura muchiilor active ale stantei depinde de urmatorii factori : - compozitia chimica si calitatea materialului elementelor active ale stantei ; - duritatea muchiilor taietoare ; - natura si conditiile de aplicare a tratamentului termic ; - precizia de executie a elementelor active ; - formele muchiilor taietoare ; - modul de ungere ; - rigiditatea elementelor componente ale stantei ; - schemade croire a semifabricatului ;
- proprietati fizico-mecanice ale semifabricatului ; - grosimea semifabricatului. Jocurile necorespunzatore pot duce la uzura rapida si formarea bavurilor mai ales la diferite unghiuri, cavitati inguste. Pentru functionarea corecta a sistemului de ghidare trebuie ca toleranta ajustajului coloana-bucsa sa fie neaparat mai mica decat cea dintre poanson si placa activa. In cazul matritelor de indoit, ambutisat si bordurat, durata de functionare depinde de aceeasi factori care au fost prezentati anterior. La exploatarea matritelor pot apare defectiuni datorita lipirii materialului pe elemente active, aparitiei cutelorsi datorita neuniformitatii caracteristicilor fizicomecanice si geometrice ale semifabricaelor. In cazul martitelor pentru extrudat apar defectiuni datorita presiunilor de lucru mai mari si uzurii datorita ungerii insuficiente. Placile de presiune au forma apropiata de forma placilor port-poanson insa au grosimi mult mai mici si este posibil ca aceste placi sa se deformeze la tratament, de aceea ele se calesc in dispozitive speciale. Dupa calire ele sunt rectificate pe ambele fete.
Calcule tehnico-economice Stabilirea unor procese tehnologice rationale pentru obtinerea pieselor prin stantare si matritare la rece necesita unele calcule tehnico-economice, cum ar fi determinarea normei tehnice de timp si a costului unei piese obtinute printr-un anumit proces tehnologic. Normarea tehnica – sarcina sa principala 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
+ T0 p + Tdl + Tir
unde : Tpl – este timpul de pregatire-incheiere ; n0 – numarul de piese din lot ; Top – timpul operativ ; Tdl – timpul de deservire a locului de munca ; Tir – timpul de intreruperi reglementate ; Timpul de pregatire –incheiere Tpi este timpul consumat de prestator inaintea executarii unui lot de piese, pentru crearea conditiilor necesare executarii acestora, precum si dupa terminarea lui, pentru incheierea lucrarii. Timpul de pregatire – incheiere depinde de tipul si de forma nominala a presei, de tipul si dimensiunile stantei sau matritei, de caracterul productiei, precum si de felul dispozitivelor auxiliare folosite in procesul de presare la rece. Suma timpilor se mai intalneste si sub denumirea de timp unitar Tu si are relatia :
p Tu = (t a − t b ) ⋅ 1 − = Top ⋅ K1 [ min ] 100
unde : tb – este timpul de baza; ta – este timpul ajutator; Top – este timpul operativ; K1 – coeficientul care tine seama de timpul de deservire a locului de munca si de intreruperi reglementate; p – procentul stabilit pentru timpul de deservire a locului de munca si pentru timpul de intreruperi reglementate. Aprecierea masurii in care variantele de proces tehnologic sunt rationale se face comparand intre ele costurile unei piese realizate pentru fiecare varianta in parte. Costul pe bucata al unei piese obtinute prin stantare sau matritare la rece rezulta ca suma cheluielilor cu materialul si manopera necesare pentru obtinerea piesei, cheltuieli de regie, cheltuieli cu amortizarea stantei sau matritei si presei. Expresia costului unei matrite este : C=Cmat+Cman+Cr+Cap+Cas [lei/buc] unde : Cmat- costul materialului necesar confectionarii unei piese; Cman- costul manoperei necesare confectionarii unei piese; Cr- costul regiei totale pentru o piesa; Cap- amortizarea presei ce revine unei piese; Cas- amortizarea stantei sau matritei ce revine unei piese; Costul materialului necesar confectionarii unei piese are axpresia: Cmat =
f ⋅g⋅ρ⋅ p 104 ⋅ K f
unde: f – aria piesei plane din care se scad orificiile; g – grosimea materialului ; ρ – masa specifica a materialului;
K1 – coeficientul de folosire a materialului; P – costul unitar al materialului .
Costul manoperei necesare confectionarii unei piese are expresia : C man =
Sp 60
⋅ Tu +
S r T pl ⋅ 60 n0
unde: Sp – este retributia medie orara a prestatorului ; Sr – retributia medie orara a reglorului; Tu – timpul unitar se determina in functie de procesul tehnologic stabilit; Tpi – timpul de pregatire-incheiere; n0 – numarul de piese din lot, pentru productia de serie. Cota parte din cheltuieli de regie ce revine unei piese are expresia: C r = C man ⋅
R 100
in care: Cman - costul manoperei; R – regia totala. Cota parte din amortizare prese ce revine unei piese are urmatoarea expresie: C ap =
V p ⋅ Ap
π ⋅10 4
⋅η
in care: Vp – valoarea initiala a presei; Ap – norma de amortizare a presei; η – gradul de incercare a presei cu fabriscarea programului annual de piese. Pentru determinarea gradului de incercare se foloseste relatia:
η=
Ftn NT ⋅ n ⋅100 = ⋅100 Ftd ⋅ n p 60 z1 ⋅ ns ⋅ d s ⋅ k r ⋅ n p
Cota parte din amortizarea stantei sau matritei ce revine unei piesei are expresia: C ap =
k ⋅ Vs n
unde: k – o constanta care are valori intrgi si tine seama de raportul dintre programul anual de fabricate si durabilitatea totala; n – programul annual de fabricate; Vs – costul stantei sau matritei.
Masuri de protectia muncii la utilizarea stantei sau matritei proiectate. Pentru a se elimina posibilitatile de producerea accidentelor la presarea la receeste necesar ca inca de la proictarea sa se respecte o serie de normede 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 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 prevazute cu diferite sisteme de siguranta, in functie de felul lucrarilor: - pentru lucrarile cu semifabricate sub forma de table sau benzi vor fi prevazute cu opritori,rigle sau alte elemente de pozitionare; - pentru lucrarile cu semifabricate individuale sevor prevedea sertare de alimentare tip revolver; -stantele si matritele vor trebui proiectate astfel incat la pozitia cea mai jos a poansonului, intre placa port-poanson si placa de ghidare sa ramana o distanta mai mare de 22mm; -poansoanele nu vor trebui sa iasa, la punctul mort superio, din placa de desprindere sau ghidare ; -tot la punctul mort superior coloanele nu vor trebui sa iasa din bucsele de ghidare; -se vor prevedea orificii pentru ieirea aerului la placile superioare la poansoanele de ambutisare; -toate opritoarele mobile ce trebui actionate manual la inceput sau in timpul lucrului, vor fi astfel incat sa nu necesite introducerea mainii in zona elementelor mobile;
-se vor prefera elementele de prindere fixe in locul celor mobile; -in jurul zonei de lucru, mai ales la stantele deschise , se vor prevedea gratare de protectie fixe sau telescopice, pentru a nu permite introducerea mainii in zona de lucru; -toate muchiile elementelor componente se vor tesi sau rotunji, daca aceasta este pobil si din punct de vedere tehnologic; -se va extinde mecanizarea si automatizarea introducerii semifabricatelorin stanta sau matrita, precum si evacuarea mecanizata sau automatizata a pieselor si deseurilor.
