Universitatea Tehnică
Tema de pr proiec iect
Proiect T.P.R.
:
Sa se proiecteze pentru piesa data sub forma de desen de executie urmatoarele: -pocesul tehnologic de prelucrare prin taiere si deformare plastica la rece; -o stanta combinata utilizata in procesul tehnologic. Se va cosidera oserie de fabricatie de 500.000 buc/an. Etapele realizarii proiectului: 1) analiza desenului de executie al piesei pentru care se proiecteaza proc proces esul ul tehn ehnolog ologiic cupr cupriinzan zand: anal analiiza rolul olului ui funct unctiional onal al pies piesei ei,, a con conditi ditiil ilor or tehnologice impuse, a cotelor piesei precum si a bazelor functionale si de cotare ale piesei(STAS 11.11 prevede tolerantele cotelor libere pentru piesele stantate si ambutisate la rece). 2) propunerea unor modificari, daca este cazul, a fortei si/sau dimensiunilor piesei in vederea sporirii posibilitatilor tehnologice de prelucrare. 3) stabilirea formei si dimensiunilor semifabricatului (banda, sarma, fasie). 4) analiza utilizarii eficiente a semifabricatului. 5) stabilirea numarului si succesiunilor operatiilor/fazelor necesare pen pentru tru obt obtiner inerea ea pies piesei ei.. 6) stabilirea variantelor posibile de prelucrare si alegerea variantei optime din punct de vedere economic. 7) introducerea planului de operatii pentru varianta optima. 8) stabilirea tipului de stante, matrite utilizate in procesul tehnologic ales. 9) calculul parametrilor procesului: forte, lucrul mecanic, putere. 10) stabilirea regimului de lucru. 11) calculul centrului de presare al stantei. 12) stabilirea tipului si parametrilor geometrici si energetici ai utilajului necesar pentru prelucrare. 13) proiectarea unei matrite combinate, reprezentative pentru proc proces esul ul tehn ehnolog ologiic: a) intocmirea desenului de ansamblu al matritei b) b) cal calcul culul de rezi ezisten stenta ta pen pentru elem elemente entelle put puter ern nic solicitate c) calculul campului de toleranta al dimensiunilor d) calculul lanturilor de dimensiuni al matritei e) intocmirea desenului de executie 14) normarea tehnica a procesului tehnologic. 15) calculul costurilor de productie al unei piese.
1
Universitatea Tehnică
Proiect T.P.R.
Capac: Material A3 STAS 9485-80 Serie 600.000 de bucati Cotele netolerate conform STAS 11111-86
2
Universitatea Tehnică
Proiect T.P.R.
MEMO RIU TEHNIC
Tehnologia presarii la rec e asigura utilizarea rationala a materialelor, pro tehnologice cu consumuri reduse de energie , productivitate ridicata a mun eco nomica in conditii de c alitate. Prelucrarea me talelor prin de forma re la rece cuprinde un ansamblu de op taiere, de de forma re sa u combinatii ale ace stora, fara eliminare de a schii. Proces ele d e productie la prelucrarea prin deformare s e ca racterizeaza p urmatoa rele particularitati: * operatia se rea lizeaza prin presa re la rece ; * ma terialele prelucrate se prezinta, d e obicei, sub forma de benzi s me talice precum si sub forma de foi d in materiale nem etalice. In ca zul de folosit banda cu marg ini taiate la dime nsiunea dorita. * utilajele c u care s e e xecuta o peratia de taiere se nume sc stante, i operatia de d eformare m atrite. * utilajele folos ite s unt prese le sa u ma sinile automa te d e d iferite tipur cree aza si aplica forta d e lucru nece sara . * forma si dime nsiunile piese lor prelucrate prin presare la rece , core suficienta precizie formei si dimensiunilor elementelor active ale sculelor. Tehnologia prelucrarii prin de forma re la rece reprezinta una dintre ce le m directii de de zvoltare a tehnologiei constructiilor de ma sini. In compara tie cu alte procede e d e prelucrare a metalelor, prezinta o serie tehnice si eco nomice printre ca re se numa ra si: * Productivitate ridicata, ajungandu-se in cazul pieselor mici cu folosi rapide la 2000...3000 piese /min. * Rea lizarea de piese cu configuratie de ose bit de com plexa, unele a impos ibil de o btinut prin alte proce de e. * Utilizarea materialelor in conditii rationale, cu pierderi minime. * Sculele se cara cterizeaza prin durabilitate ridicata c eea ce conduc lor e ficienta in cazul unor prod uctii mari. * Precizia pieselor prelucrate poate fi, dupa necesitate, foarte ridicat rezultand c u dime nsiunile finale uneo ri. * Piese le o btinute prin stantare si ma tritare la re ce , sunt ca rac terizat reduse , rezistenta ridicata, rigiditate m are. Proced ee le de prelucrare prin presa re la rece prezinta unele dezav fi: sculele utilizate sunt uneo ri de co mplexitate ridica ta s i co stistoare , aplic proced eului este conditionata in unele c azuri d e schimbarea forme i pentru sa fie tehnolog ica. Dome niul de aplicare a prelucrarii mec anice prin presa re me canica l extins la piese d e ga barite diferite. Se executa piese d ecupate din tabla cu pana la 25 mm, se efectuea za perforari cu grosimea pana la 35 mm, am b sem ifabricate cu g rosime a pana la 35-40 mm. In proiectul de fata g rosime este de 2 mm.
3
Universitatea Tehnică
Proiect T.P.R.
Diametrul semifabricatului 1.
Inel
d f f=190 cm d 1 =190-80-2*R 4 -2*g/2 d 1 = 104
A1 =
π
( d 2 2
− d 1 2 ) =
4 A 1 =19858 mm 2
π 4
(190 2
− 104 2 ) = 19858 mm
2
2.Un sfert de inel concav
4
Universitatea Tehnică
A2
Proiect T.P.R.
= π / 4(2π ∗ d 1r − 8R 2)
A 2 = 1001,3mm 2
3.Cilindru
h=76 mm A3 A3
= π dh = π * 82 * 76 = 20045mm 2 = 19000,35mm 2
5
Universitatea Tehnică
Proiect T.P.R.
4.Un sfert de inel convex
A4
=
π
A4
=
π
4
( 2π rd + 8r 2 ) ( 2π * 2 * 76 + 8 * 2 ) 2
4 A4 = 980mm 2
5. Disc
6
Universitatea Tehnică
Proiect T.P.R.
d=76 A5
=
π d 2
4 A5 = 4536,45mm 2 6.Zona de tundere
= 3 ,5
h' A
'
=
π 4
( d 2
mm - coeficient de tundere(table) 2
− d 1 ) = π 2
(197
2
− 190 2 ) 4
= 2127,64mm 2
A0
= A1 + A2 + A3 + A4 + A5 + A' = 47503,74mm 2
D0
=
D0
= 217,9529 mm
4 A0
π
= 217,9529 mm 2
Se adopta D 0 =218mm
Utilizarea eficienta a semifabricatelor Alegerea variantei optime
1.Croire pe un rand
7
Universitatea Tehnică
Proiect T.P.R.
= 218mm
D0
= 1,6mm b = 1,2mm a
Latimea benzii:
= D0 + 2a B = 218 + 3,2 = 221,2mm B
Coeficientul de croire:
A0
= 47503,74mm 2
r = 1
= 221,2mm p = D0 + b = 218 + 1,2 = 219,2mm
B
r-rand de croire B-grosimea p-pasul de avans
A0 r
k 0
=
k 0
=
k 0
= 97%
Bp
* 100%
47503,74 * 1 221,2 * 219,2
*100%
8
Universitatea Tehnică
Proiect T.P.R.
Tabla se taie in patru benzi
n= B ' L'
B '
1000
=
B
221,2
= 4,52
bucati
= 1000 mm = 2000 mm
Numarul bucatilor de pe banda n1
=
n1
=
n1
'
L'
L = D + 2b = 220,4mm
L 2000 220,4
= 9,07
bucati
= n * n1 = 4 * 9 = 36
bucati
Coeficientul de folosire
k f
=
An1
'
'
'
L B
⋅ 100 =
47503,74 * 36 * 100 2000 * 1000
= 85,5%
9
Universitatea Tehnică
Proiect T.P.R.
2.Croierea pe doua randuri
A =
π ⋅ D 2
O1O2
4 D
=
2
= 37325mm 2 + b1 +
D 2
= 218 + 1,2 = 219,2mm O1 M = O3 M O1O2
O2 M = O1O2
2
+(
O1O3 2
)2
=
219,2 2
+ 109,6 2
O2 M = 245mm B = D + 2 ⋅ a + O2 M = 475 Numarul fasiilor de tabla stiind ca dimensiunea tablei este 1000x2000 H=2,4 B=475 mm AO2
= h1 +
AO2
= P '
D 2
+ O1 M = 221
L' = 2000 mm n1
=
L'
+ O2 A '
P
=
2000 − 221 221
=
8,049
Rezulta 16 de bucati pe o fasie 10
Universitatea Tehnică
n1'
= n2 ⋅ 2 = 16 ⋅ 2 = 32
Proiect T.P.R.
bucati
Coeficientul de folosire
A ⋅ n1'
k f
=
k f
= 76[ %]
2000 ⋅ 1000
⋅ 100 %
Croirea pe trei randuri
= 2(O2 M +
D
+ a1 ) = 711mm 2 Numarul fasiilor de tabla cu dimensiunea 2000x1000
B
L ' =2000 mm L' = D + 2b = 220,2mm 2000 n1 = = 9,08 pe un rand 220,2 27 de bucati pe o fasie k f
=
A ⋅ n1'
2000 ⋅ 1000 k f = 64%
⋅ 100[ %]
Denumirea reperului Material Denumirea Grosimea Caracteristici mecanice
Numarul operatiei
Denumirea operatiei
Capac A 3 STAS 9485-80 2 mm Schita operatiei
Schita operatiei
11
SDV
Universitatea Tehnică
Proiect T.P.R.
1
Taiere in fasii
-foarfece ghilotina
2
Decupare la Φ 218 si ambutisare la Φ 78mm
3
Ambutisare la Φ 60mm
-Matrita simultana pentru decupare si ambutisare idem
4 5
Tratament termic Ambutisare cu flansa la Φ55mm
6
Ambutisare cu flansa la Φ50mm
7 8
Tratament termic Gaurire Φ 10mm
9
Rasfrangere Φ36mm
Matrita de ambutisare
10
Taierea marginilor la Φ 60mm
Matrita de decupare
idem
idem
Masina de gaurit
Stabilirea numarului si a succesiunii operatiilor
12
Universitatea Tehnică
Proiect T.P.R.
Taierea tablei in benzi din tala de dimensiuni 1000x2000, se vor taia sase fasii la dimensiunea 143,2x2000 la foarfecele cu lame paralele. Decupare, Perforare, Ambutisare Operatiile se vor realiza pe o matrita simultana pentru decupare ambutisare si perforara.Ambutisarea pieselor adanci cu flansa ingusta se face indoua etape 1. Se realizeaza piese cilindrice fara flansa la un diametru egal cu diametrul flansei si adaosul de tundereConcomitent cu reducerea diametrului se formeaza flansa .
Pentru prima etapa: n1
= 1+
n1
= 1+
n1
=2
m0
=
m'
=
n2
=
n2
=
n2
=2
lg(d f ) − lg(m0 D0 ) lg(m ' ) lg(67) − lg(0,478 ⋅ 140)
d 1 D0
lg(0,760
=
67 140
= 1,58
= 0,478
0,55 + 0,78 + 0,80 + 0,22 + 0,25 5
= 0.76
lg(d ) − lg(d f ) lg(m ' ) lg(50) − lg(67) lg(0,76)
= 1,14
13
Universitatea Tehnică
Proiect T.P.R.
= 30 D1 = D0 − 2 ⋅ h1 = 140 − 2 ⋅ 30 = 80 D1 = 80mm mcalc = 0,57 mtab = 0,54 h1
mcalc mtab
= 190 ⇒ 2k f = 140 − 60 k f = 40mm
D f
Df D mtab
=
60
= 0,75 80 = 0,76 ÷ 0,78
d = 50 '
d
= 55
m2 calc
=
m3calc
=
d ' d f d d f
=
55
=
50
60 55
= 0,910 = 0,909
Gaura=50-2(12+1+1+2)=18mm
14
Universitatea Tehnică
Proiect T.P.R.
Prima etapa
n = 1+ m0 n1
=
ln(df ) − ln(m0 ⋅ D0 ) ln(m ' )
d 1 D0
= 1+
=
67 140
=
h 1 =30 D1 = D0
0,478
ln(67) − ln(0,478 ⋅ 140) ln 0,76
= 1,58 ⇒
2operatii
D1
= 78
m0calc 15
− 2h1 + 140
=
D1 D0
=
78 140
= 0,557
Universitatea Tehnică
Proiect T.P.R.
= 0,54
mtab
= 60 ⇒ 2h f =
D f
D f
60
140
m1calc
=
m1tab
= 0,76 ÷ 0,78 ln(d ) − ln(d f )
n2
=
n2
=2
D1
=
78
78
= 39
= 0,769
ln(m ' )
=
ln(50) − ln(67) ln(0,76)
=
1,69 − 1,80
− 0,119
⇒ 2 operatii d 0 d 0
= d + 1,14 ⋅ r 1 − 2h = 36 + 1,14 − 2 ⋅ 14 = 13,14 = 13,14
mcalc
=
d 0 d 1
=
13,14 36
= 0,365 mtab
g
⋅ 100 = 2,77 d mtab = 0,45 d 1'
= 24 ⇒ m1calc =
m2 calc
1 13,14
=
13,14 22
24 36
= 0,66 m1tab
= 0,59 m2tab
⋅ 100 = 7,61
mtab
= 0,36
Se alege presa tip PknZT 800
16
= 1,14
Universitatea Tehnică
Proiect T.P.R.
Calculul Fortelor σ = 60daN / mm 2 L = 2 ⋅ π ⋅ 70 = 439,6
OLC 45
g = 1 Forta de taiere
F = L ⋅ g ⋅ σ = π ⋅ D0 ⋅ g ⋅ σ F = 439,6 ⋅ 600 = 263760 N Forta de calcul
F c
= 1,3 ⋅ F = 342.888 N
Forta de scoatere
= k sc ⋅ F k sc = 0,04[ tab.2.2, pag 200] F sc = 13715,5 N F sc
Forta de impingere
F imp
= k imp ⋅ F ⋅ n
F imp
= 0,05 ⋅ 263760 ⋅ 2 = 26.376 N
k imp
= 0,03 ÷ 0,07
- pentru otel
Forta totala
F tot
= 1,3 ⋅ F + Qe
F tot
= 344.348 N
Qe
= 1460 daN
Forta de ambutisare totala F t = F amb + Q
= 78 k 1 =0,33 [tab.11.19, pag 207 ] F amb = π ⋅ d 1 ⋅ g ⋅ σ r ⋅ k 1 = 3,14 ⋅ 78 ⋅ 1 ⋅ 600 ⋅ 0,33 F amb = 48.494,16 N d 1
F t
= F amb + Q = 49.954,16 N 17
Universitatea Tehnică
Proiect T.P.R.
F tot = F c + F imp + Q = 3452.888 + 26.376 + 1460 = 370.724 ⇒ presa PH 40 [2, tab.14.7 pag 235] Dtija
r pl
= 40mm
r p
= 7mm = 5mm
Calculul dimensiunilor elementelor active
D0
= 140 ± 0,35
T = 0,7
Toleranta poansonului
T p
= T placa =
T 4
= 0,175
18
Universitatea Tehnică
Proiect T.P.R.
= 0,040mm Dmin semifabricat = 140 − 0,3 = 139,65mm Dmax = 140,35mm D pl = (139,65 + 0,2 ⋅ 0,7) 0+ 0,165 D pl . max = 139,955 255 D pl = 139 ++ 00,,09 J min
Verificarea elementelor active
a.Verificare la compresiune
=
σ c
F c Amin
≤ σ ac
F c -Forta de calcul Amin -Aria sectinii minime a poansonului
=
Amin
4 342.888
=
σ c
π ⋅ D 2
4775,94
=
3,14 ⋅ 78 2 4
= 4775,94mm 2
= 71,79 ≤ σ ac
b.Verificarea la flambaj l f
λ =
l f
imin
=
imin I min
λ =
l 2 2
= =
=
61 2
I min Amin
π ⋅ d 4
64 43,13 19,49
2
= 43,13
= 19,49 = 3,14 ⋅ 78 4 ⋅
1 64
= 1816051,18
= 2,21
λ = 2,21 λ 0 σ f
= 100 − 0,54 ⋅ λ = 98,806daN / mm 2 19
Universitatea Tehnică c
=
σ f σ c
=
98,806 71,79
Proiect T.P.R.
= 1,376
Verificarea placiide decupare la incovoiere si forfecare
d = D0
= 90mm H = 13mm 1,5 ⋅ F t .amb 2 ⋅ d 1,5 ⋅ 49.954 2 ⋅ 78 1 − 1− 187,37[ N / mm 2 ] = = σ 1 = 2 2 3 ⋅ d 0 H 13 3 ⋅ 90 d 0
Forfecare A = π ⋅ H ⋅ d 0
σ f
=
F t .amb A
=
= 3,14 ⋅ 13 ⋅ 90 = 3.673,8 49.954,16 3673,8
= 13,59[ n / mm 2 ]
Calculul campului de tolerante al poansonului D p
= ( D pl . min −
0
f min ) −T p
20
Universitatea Tehnică
Proiect T.P.R.
= (139,79 − 0,04) 0−o,165 0 D p = (139,75) −0,165 D p max = 139,75 D p min = 139,585 − 0 , 05 D p = (139,8) − 0, 215 D p
Ambutisarea
D = 78 ± 0,3
T = 0,6
Toleranta poanson
T p
1
= ⋅ T = 0,075mm
T placa
8
1
= ⋅ T = 0,15mm
4 S max = g = 1mm n = 0,3 [tab. 6.7 pag 278 ] J adm = S max + n ⋅ g = 1 + 0,3 = 1,3mm
21
Universitatea Tehnică
Proiect T.P.R.
= 78 − 0,3 = 77,7mm Dmax = 78,3mm +T + 0 ,15 = 77,82 0+0,15 mm D pl = ( Dmin + 0,2 ⋅ T ) 0 = (77,7 + 0,2 ⋅ −0,6 ) 0 D pl max = 77,97mm D pl min = 77,82mm Dmin
pl
D pl
= 77 0+,097,82 mm
Poanson
D p
= ( D pl min − 2 ⋅ J a ) 0−T
D p
= (77,82 − 2 ⋅ 1,3) 0−0,075 = 75,22 0−0,075
p
08 75,3 −−00,,155
Calculul lantului de dimensiuni al matritei Pachetul superior
In pachetul superior singurele ajustaje cu joc sunt bucsa de ghidare –coloana de ghidare si placa de sprijin –poanson Ajustajul bucsa d ghidare coloana de ghidare este de tipul H 7
J 1 max
= (0,020) − (−0,011) = 0,031mm
Ajustajul placa de sprijin –poanson este H 7 n6
= 0,034 − 0,023 = 0,006 J total = J 1 max + J 2 max J total = 0,0316 mm J min = 0,04mm J 2 max
Pachetul inferior 22
h6
Universitatea Tehnică
Proiect T.P.R.
Singurul ajustaj cu joc din pachetul inferior este cel intre port-poanson si poansonul de ambutisare si este de tipul H 7 n6 . Placa si poansonul de ambutisare au raze mari, deci procesul de ambutisare nu este influentat de acest joc.
J 3 max J 3 max
= 0,03 − 0,02 = 0,01mm
Normarea tehnica
Normarea de productie
N T
Tipul de pregatire-incheiere
T pi
T pi T u
Timpul unitary la stantare sau matritare n0
Numarul de piese din lot V 1
Viteza la cursa activa
= 600.000
= 400 mm
= 8 + 22 bucati
s
Calculul numarului de curse duble
L = 200 ⋅ 10 3 mm L Z n = P
--lungimea semifabricatului
Z n
= 2,051 ⋅ 10 3
piese
Z = 1 n=
Z n
⇒ n = 2,051 ⋅ 10 3
Z 3 n = 2,051 ⋅ 10 curse duble
=1 n2 = 1 H = 2 ⋅ h + 1 ⋅ 1 + 4 n1
n=
60 H H V 1
+
V 2
n = 92,5
Timpul de baza 23
Universitatea Tehnică k c t b t b
Proiect T.P.R.
= 1,05 n + n ⋅ k = 1 2 c n ⋅ z ( n1 + n 2 ) = 0,011 min
Timpii ajutatori
= 0,018 min t a 2 a 3a 4 = 3,5 min t a 4 = 1,1 k 1 = 1,12 t a1
T u T u
timp ,ajutator afferent cuplarii presei [4 , tab 15.6 pag291 ]
t + t (n + 1) + t a 2a 3a 4 + t a 4 (n2 − 1) = b a1 2 ⋅ k 1 z ( n n ) + 1 2 = 1,986 min =
N T
T pi n0
+ T u
N T
= 2,046
Norme de productie
480
N p
=
N p
= 241,647
T u
Calculul costului de productie al unei piese Costul materialului necesar confectionarii piesei
f =
π ⋅ Do2
aria piesei plane
4
g = 1mm P = 8,5 daN dm 3 P = 73,2 lei kg k f
= k ccalc
-coeficient de croire 24
Universitatea Tehnică
Proiect T.P.R.
f ⋅ g ⋅ p ⋅ p
C mat
=
C mat
= 6,066
10
⋅ k f
4
Costul manoperei
C man
= 10,7 lei ora S r = 12,1lei ora S p
--retributia medie pe ora a prestatorului --retributi medie orara a reglorului
= 30 n0 = 145.000 C man = 0,354
T p1
Cota parte din cheltuieli de regie ce provine unei piese
R=350 R
C r
= C man ⋅
V p
= 203.000
lei
t p
= 4,2
F tm
100 Cota parte din amortizarea unei piese ce revine unei piese
F tm
n = 600.000 buc an
= 16 ⋅ 307
F tm
= 4,912 ⋅ 10 3
= F td
=4 Z 1 = 307 zile n s = 1 d s = 8 N t
k r =0,96
η =
n p
=2
N T ⋅ n 60 ⋅ Z 1 ⋅ n s ⋅ d s ⋅ k r ⋅ n p
C ap =
V p ⋅ A p n ⋅ 10
4
C ap =1,205 ⋅ 10 −3
Cota parte din amortizarea stantei 25
ore
Universitatea Tehnică V s
Proiect T.P.R.
= 10.000lei
k =
500.000 2.000.000 k ⋅ V s
C as
=
C as
= 5 ⋅ 10 −3
n
Costul unei piese matritate
C = C mat + C man
+ C r + C ap + C as
C=7,667 C actual = 1000 ⋅ c
C actual
= 7,667 ⋅10 3 Lei
Bibliografie
1.Tapalaga I. , Achimas Gh. , Iancau H. , Tehnologia presarii la rece Cluj-Napoca, Institutul Politehnic Cluj-Napoca, 1980 2.Teodorescu M. s.a. Elemente de proiectare a stantelor si matritelor, Bucuresti, Ed. Didactica si pedagogica, 1983
26
