tehnologia prelucrarii la rece

UNIVERSITATEA EFTIMIE MURGU REŞIŢAFACULTATEA DE INGINERIESPECIALIZAREA T.C.M.ANUL IV

PROIECT

TEHNOLOGIA PRESARII LA RECE

STUDENT : COORDONATOR:

Prof. Conf. Coman L.

Tema proiectului

Să se proiecteze itinerariul tehnologic , precum şi sculele necesare pentru obţinerea reperului ,,Suport rolă” din următoarea figură:

Grosime: 2 mm

Material: OLC 60

Raza R se adoptă tehnologic la valoarea minimă.

Proprietăţile mecanice ale materialului OLC 60

Re [N/mm2] Rm [N/mm2] A5 [%] HB HB

570 830-980 11 265 Normalizat

241 Recopt

1. Documentul tehnic normativ.

1.1. Analiza formei şi dimensiunilor piesei.

Condiţii tehnologice care trebuie să le îndeplinească piesa decupată.

Dimensiunile conturului profilat obţinut prin decupare trebuie să îndeplinească condiţiile:

Posibilitatea execuţiei definită pe baza corelării proprietăţilor tehnologice ale materialului cu dimensiunea minimă a orificiilor perforate pe ştanţe obişnuite, în funcţie de forma orificiilor şi materialul piesei se alege tabelar:

Forma orificiului Dimensiunea minimă a orificiului

Materialul piesei

Oţel

Inoxidabil Dur MoaleRotundă Diametrul , d 0,8 g 1,2 g 1,0 g

Precizia prelucrării de tăiere pe ştanţe cu elemente active rigide pentru piesa dată :

- La decupare, pentru grosimea de material de 2 mm şi dimensiunile piesei de 90 mm respectiv 40 mm abaterea este de ±0,4 mm respectiv ±0,3 mm.

- La perforare, pentru grosimea de material de 2 mm şi dimensiunile orificiilor de 𝜙3 abaterea este de ±0,08 mm.

- Pentru distanţa între orificii cunoscând grosimea piesei şi distanţa între orificii de 80 mm abaterea este de ±0,20 mm.

- Pentru distanţa de la orificiu la conturul piesei în funcţie de grosimea piesei şi distanţa de la orificiu la contur de 3,5 mm se dă abaterea de ±0,5 mm.

- Abaterea distanţei de la baza piesei îndoite la axa orificiului ±0,4g=> ±0,8 mm

Condiţii tehnologice care trebuie să le îndeplinească piesa îndoită.

Înălţimea minimă a porţiunii drepte a părţii îndoite se ia conform figurii:

Raza minimă de îndoire se adoptă tehnologic la valoarea minimă impusă de 1.3 mm.

La operaţia de îndoire se impun următoarele abateri:

- Abaterea unghiului de îndoire este de ±3º.- Abaterea razei de îndoire este de ±0,5 mm.- Abaterea dimensiunilor piesei îndoite pentru A=20mm şi B=30 mm este de ±0.5 mm.

Din analiza formei şi dimensiunilor piesei rezultă că aceasta satisface atât cerinţele funcţionale cât şi tehnologice privind execuţia acesteia, încadrarea în STAS 11111-86 cu privire la abaterile limită pentru dimensiuni fără indicaţii de toleranţă, precum şi încadrarea în condiţiile de formă şi precizie specifice operaţiilor de deformare la rece.

2. Breviar de calcul tehnologic.

2.1. Determinarea formei şi dimensiunilor semifabricatului.

Lungimea semifabricatului plan desfăşurat pentru obţinerea acestuia prin îndoire este dată de relaţia:

Unde: L-lungimea semifabricatului desfăşurat

l1 , l2 , l3-lungimile porţiunilor rectilinii

r-raza de racordare

x-coeficient care determină poziţia fibrei neutre, x=0.385

g-grosimea piesei

2.2. Stabilirea unor variante de itinerarii tehnologice.

Reprezentări simplificate ale schemei de prelucrare:

Varianta I – Operaţie de prelucrare pe ştanţă cu acţiune succesivă cu două posturi de lucru pentru perforare şi decupare.

Varianta II – Operaţie de prelucrare pe ştanţă cu acţiune simultană de perforare şi decupare.

Varianta III – Operaţie de prelucrare pe ştanţă cu acţiune succesivă fără puntiţă intermediară:

Postul 1 –perforare ; Postul 2 – şliţuire ; Postul 3 – retezare.

Varianta IV – Operaţie de prelucrare pe ştanţă cu acţiune succesivă fără puntiţe intermediare şi laterale :

Postul 1 –perforare ; Postul 2 – decupare.

Varianta V – Operaţie de prelucrare succesivă cu două posturi de lucru pentru decupare şi perforare.

VariantaConsumul de

materialNumarul de scule

Nr. posturi de lucru

Productivitate Precizia Complexitatea sculei

Preţul sculei

I cu deşeuri 2 2 ridicată redusă medie mediu

II cu deşeuri 1 1 redusă ridicată ridicată mare

III cu deşeuri puţine

3 3 medie medie ridicată mare

IV cu deşeuri puţine

2 2 ridicată medie medie mediu

V cu deşeuri 2 2 medie redusă redusă mic

2.3. Calcule de croire.

Puntiţele m (laterală) şi p (intermediară) pentru condiţii de avans manual al semifabricatului în ştanţă normală de decupat , se calculează cu relaţiile:

Valorile a ,b , K1 , K2 , K3 în cazul piesei date sunt: a=1.8 ; b=2 ; K1=0.8 ; K2=1 ; K3=1.

Sisteme de croire.

a ) Sistem de croire cu puntiţe intermediare şi laterale.

b) Sistem de croire fără puntiţe.

c) Sistem de croire cu retezarea puntiţelor laterale.

Calculul coeficientului de utilizare a materialului:

, unde: N-numărul de piese ce rezultă din foaia de tablă cu dimensiunile B şi L , iar A1 este aria suprafeţei unei piese egală cu 2208.5 mm2

2.3.1. Pentru sistem de croire cu puntiţe laterale şi intermediare, coală de tablă cu dimensiunile 1000x2000 cu o lăţime a fâşiei de 99,7 mm.

Calculul lăţimii fâşiilor :

a) Croită longitudinal :

Calculul numărului de piese:

=>48 buc => Deşeu de capăt =

fâşii => Deşeu de capăt =

n- numărul de piese pe o fâşie decupată din coala de tablă

Nf- numărul de fâşii decupate din coala de tablă

buc

Coeficientul de utilizare:

b) Croită transversal :

=>24 buc => Deşeu de capăt = 1

fâşii => Deşeu de capăt = 2

buc


2.3.2. Pentru sistem de croire fără puntiţe, coală 1000x2000 cu o lăţime a fâşiei de 96,5 mm.

Calculul lăţimii fâşiilor : mm



buc => Deşeu de capăt = 2

=>10 fâşii => Deşeu de capăt = 1

buc




buc => Deşeu de capăt = 1


buc


2.3.3.Pentru sistem de croire cu retezarea puntiţelor, coală 1000x2000 cu o lăţime a fâşiei de 96,5 mm.


a) Croită longitudinal:



fâşii => Deşeu de capăt = 1

buc






buc


2.3.4. Pentru sistem de croire cu puntiţe laterale şi intermediare, coală de tablă cu dimensiunile 510x1500 cu o lăţime a fâşiei de 99,7 mm.

Calculul lăţimii fâşiilor :

a) Croită longitudinal



=>5 fâşii => Deşeu de capăt =

buc



=>12 buc=> Deşeu de capăt =


buc


2.3.5. Pentru sistem de croire fără puntiţe, coală 510x1500 cu o lăţime a fâşiei de 96,5 mm.


a) Croită longitudinal




buc






buc


2.3.6.Pentru sistem de croire cu retezarea puntiţelor laterale, coală 510x1500 cu o lăţime a fâşiei de 96,5 mm.






buc

Coeficientul de utilizare: :





buc

Coeficientul de utilizare: :

Ca semifabricat se foloseşte coală de tablă cu dimensiunile 1000x2000 conform STAS 901-67, croită transversal fără puntiţe intermediare şi laterale cu o lăţime a fâşiei de 96,5 mm având coeficientul de utilizare η=55,21%, iar deşeul de capăt reprezentând 1,5% din coală.

2.4. Alegerea variantei optime a tehnologiei.

Schema definitivă de prelucrare:

Decuparea şi perforarea se vor executa pe ştanţă cu acţiune succesivă cu 2 posturi de lucru :

Îndoirea se va executa pe matriţă simplă pentru îndoire în ,,U ” .

1- poanson de decupare2- poanson de perforare 3- cep

4- placă de bază5- placa activă6- placa de cap

7- placa de conducere8- placa de presiune9- placa port-poanson

1- placă de bază2- placă superioară3- placă de îndoire4- plăcuţe extractoare

5 şi 10- tije de acţionare6- coloană de ghidare 7- poanson8 – tijă eliminatoare

9- ştifturi de poziţionare10- tije de acţionare11- cep

2.5. Determinarea condiţiilor dinamice din proces.

Forţa totală la tăierea pe ştanţă:

N

unde: F este forţa de tăiere propriu-zisă ;

Fi – forţa de împingere a materialului prin orificiul plăcii active;

Fd – forţa de desprindere a materialului de pe poanson;

Find – forţa de îndoire a materialului tăiat.

a) Forţa de tăiere propriu-zisă F:

unde: k este un coeficient egal cu 1,2 ....1,3;

L- lungimea conturului de tăiere;

g – grosimea semifabricatului;

τf ,Rm – rezistenţa la forfecare, respectiv la rupere a materialului semifabricatului.

b) Forţa de împingere a materialului prin orificiul plăcii active:

unde: F este forţa de tăiere propriu-zisă ; Ki – coeficient a cărui valoare se dă în tabelul 4.22 pag. 56 Ştefan Rosinger.

c) For ţa de desprindere a materialului de pe poanson:

unde: F este forţa de tăiere propriu-zisă ; Kd – coeficient a cărui valoare se dă în tabelul 4.22 pag. 56 Ştefan Rosinger.

d) Forţa de îndoire:

Lucrul mecanic la decupare si perforare.

[J]

Unde: F este forţa totală [N] g- grosimea [mm]

λ - coeficient de corelare dintre forţa maximă şi cea medie de tăiere , se alege din tabelul 4.24 ,, Procese şi scule de presare la rece” pag. 58 Ştefan Rosinger, λ=0,35.

[J]

Puterea necesară la decupare.

Unde: a0 – coeficient de neuniformitate al mersului presei, a0=1,1…..1,4.n – numărul de curse duble pe minut al preseiη – randamentul presei, η=0,5....0,7.ηt – randamentul transmisiei, η=0,9....0,96.

Forţa de îndoire.

Momentul încovoietor necesar provocării unei îndoiri în domeniul plastic pentru semifabricate de secţiune dreptunghiulară:

Unde: W – modulul de rezistenţă al secţiunii semifabricatului: εr, Rm – alungirea relativă la rupere, respectiv rezisteţa la rupere a materialului.

Forţa necesară îndoirii rezultând din egalarea momentului acesteia cu valorile de momente necesare precizate în relaţia anterioară. În cazul îndoirii în ,,U” relaţia de calcul este dată în tabelul 5.14 ,, Procese şi scule de presare la rece” pag. 84 Ştefan Rosinger.

Unde: k1 – coeficient a cărui valoare este indicat în tabelul 5.17 ,, Procese şi scule de presare la rece” pag. 87 Ştefan Rosinger, k1=1.2;

b- lăţimea piesei îndoite în mmg – grosimea materialului, în mm.

Lucrul mecanic necesar la îndoire.

Unde : F – forţa totală maximă la îndoireh – valoarea deplasării active a poansonului de îndoire, luat conform figurii 5.8 ,, Procese

şi scule de presare la rece” pag. 88 Ştefan Rosinger.Pentru îndoire în ,,U” :

unde valorile lui l0, rp, ra se iau conform tabelului 5.21. ,, Procese şi scule de presare la rece” pag. 95 Ştefan Rosinger.

Puterea necesară pentru îndoire.

2.6 Alegerea utilajului.

Forţa de alegere a utilajului este:

Deci forţa de alegere a utilajului este 50 tf.

Se alege presa cu excentric cu batiu înclinabil PAI 63 având următoarele caracteristici tehnice;

Forţa nominală de presare 630 kN ;

Numărul curselor duble 90min-1 ;

Domeniul de reglare al cursei 10…120[mm] ;

Distanţa dintre axa berbecului şi batiu 250[mm] ;

Dimensiunile masei (lăţime X profunzime) 710X500[mm] ;

Diametrul orificiului din masă 250[mm] ;

Alezajul din berbec 40X80[mm] ;

Distanţa maximă între masă şi berbec, fără placă de înălţare 315[mm] ;

Reglarea lungimii bielei 63[mm] ;

Grosimea plăcii de înălţare 85[mm] ;

Diametrul orificiului din placa de înălţare 100[mm] ;

Înclinarea maximă a presei 300 ;

Puterea motorului electric 5,5 [kW].

2.7 Normarea operaţiilor de presare.

Norma de timp:

,în care : Tpi – timpul de pregătire încheiere, Tpi=13 min conform tabelului 3.19 ,, Procese şi scule

de presare la rece” Ştefan Rosinger pag. 30.N – mărimea lotului, N=35000 [buc/lună]

Tu- timpul unitar ,

tb – timpul de bază, n – numărul de curse duble al presei pe minutq – coeficient ce ţine seama de de felul cuplajului presei, conform tabelului 3.21,,Procese

şi scule de presare la rece” Ştefan Rosinger pag. 30 q=1,05.

k2 – coeficient ce ţine seama de timpul de adaos, k2=1,10 conform tabelului 3.22 ,, Procese şi scule de presare la rece” Ştefan Rosinger pag. 31.

ta – timpul ajutător, se calculează cu relaţia:

ta1 – timp ajutător pentru pornirea presei , ta1=0.018 [min]; ta2 - timp ajutător pentru luarea fâşiei şi aducerea ei la presă, ta2=0.016 [min] ; ta3 - timp ajutător pentru aşezarea fâşiei în sculă, ta3=0.021 [min]; ta4 - timp ajutător pentru avansarea fâşiei cu un pas, ta4=0.008 [min]; ta5 - timp ajutător pentru îndepărtarea dinsculă şi de pe presă a deşeurilor, ta5=0.007

[min]; ta6 – timp ajutător pentru extragerea piesei din sculă şi aşezarea ei la locul potrivit,

ta6=0.016 [min] ; ta7 - timp ajutător pentru ungerea semifabricatului, ta7=0.059 [min]; ta8 - timp ajutător pentru întoarcerea fâşiei, ta8=0.016 [min]; Zs – numărul de piese obţinute simultan la fiecare cursă dublă a berbecului, Zs=1 [buc.]; nm – numărul de curse duble ale berbecului presei pentru o fâşie sau bandă, în cazul

funcţionării cu avans manual:

2.8. Centrul de presiune al stantei.

3. Breviar de calcul de dimensionare

3.1. Dimensionarea şi verificarea elementelor puternic solicitate.

a) Plăcile active în construcţie monobloc se execută din oţel de scule, iar dimensiunile lor principale se stabilesc pe baza unor relaţii empirice.

unde: g – grosimea materialului ; K – coeficient care se ia K=1.3 ,, Elemente de proiectare a ştanţelor şi matriţelor”

pag.131.H – grosimea minimă a a plăcii activea şi b sunt dimensiunile maxime ale piesei ştanţate.

mm

- distanţa minimă între marginea plăcii şi a muchiei active: - lăţimea maximă a plăcii se stabileşte cu relaţia

mm

- lungimea maximă a plăcii se stabileşte cu relaţia

- diametrul găurilor pentru fixarea cu şuruburi d=8.5 mm- diametrul găurilor de ştift d1=6.5 mm

- distanţa minimă între găurile de ştift şi de şurub mm

- distanţa minimă între marginea plăcii şi găurile de fixare cu şuruburi

Geometria p ărţii de lucru - cu guler cilindric şi degajare conică cu dimensiunile á=0020’, h=6 mm.

b. PoansoaneleStabilirea formei şi dimensiunilor poansoanelor de perforare orficii 𝜙3.

Dimensiunile poansonului: d=3 ; L=35-50 ; l=5 ; D=4 ; D1=7 ; h=2.Calculul dimensiunilor p ărţii de lucru a elementelor active. Operaţii de tăiere.Dimensiunea poansonului este dată de relaţia :

La perforare: ; D-dimensiunea nominală a piesei, T-toleranţa piesei la dimensiunea D.

mm

La decupare: ; jmin-jocul minim =0.140 ; D-dimensiunea nominală a piesei, T-toleranţa piesei la dimensiunea D.

mm

Jocurile minime şi maxime între placa de tăiere şi poanson sunt : jmin=0.140 ; jmax=0.260.Toleranţa la execuţia poansoanelor şi plăcilor active: Tpl=0.040 ; Tp=0.020.Placa de baza va fi de 160x200x56 cu coloane de ghidare in diagonala cod 0421. (Anexa 1 pag.

327 Elemente de proiectare a stantelor si matritelor)

Placa superioara subtire pentru stanta cu coloana in diagonala forma AI pentru suporti de stante fara bucse de ghidare: AI 160x200x75.

Coloane de ghidare avand d=30mm respective d=32 mm, L=200, material OLC 15 cementat la adancimea 0.8-1 mm, calit , revenit la 55…60 HRC.

Riglele de ghidare:

Inaltimea riglei de ghidare este de 8 mm iar a opritorului de 4 mm conform tabelului 10.15 pag. 284 Procese si scule de presare la rece Stefan Rosinger.

Operaţia de îndoire:Partea de lucru a matriţei de îndoire, se caracterizează conform ,,Procese şi scule de presare la

rece” pag. 95 tabelul 5.21 prin datele următoare:L0=34 mm; l0=20 mm; ra=6 mm; c=0.08

Dimensiunile zonei de lucru a elementelor active ale matriţei:

unde: Ba, Bp sunt dimensinile plăcii active respective ale poansonului. As – abaterea superioara acordata dimensiunii piesei

b – dimensiunea nominală a pieseij – jocul dintre elementele active ale sculeiTa, Tp – toleranţele de execuţie pentru placa activă respectiv poanson.

Jocul :

, unde gmax – grosimea limită maximă a laminatului.

mm

mm

Verificarea elementelor ştanţei:

Verificarea rezistenţei la încovoiere a plăcii active se face cu relaţiile care urmează :

Verificarea poansoanelor:a) Poanson de perforare:Verificarea la compresiune:

Verificarea la flambaj:

Unde: lf este lungimea de flambaj:

imin – raza minima de inertie a poansonului: Imin – momentul de inertie minim al sectiunii transversale minime a poansonului :

Efortul unitar critic de flambaj:

Se verifica coeficientul de siguranta la flambaj ;

- σc fiind efortul unitar de compresiune, iar caf=5 pentru OLC 60.

b.) Poanson de decupare:

Verificarea la compresiune:

Verificarea la flambaj





Verificarea elementelor matritei.

Verificarea la incovoiere a placii de indoire:

Verificarea poanson:Verificarea la compresiune:

Verificarea la flambaj:





- σc fiind efortul unitar de compresiune, iar caf=5 pentru OLC 60.

4. Notita tehnica

Norme de tehnica securităţi muncii

Pentru prevenirea accidentelor de muncă la lucrările de ştanţare se iau unele măsuri in ceea ce

priveşte construcţia stantelor si matritelor, dintre care se amintesc;

Muchiile conturului exterior al plăcilor se vor rotunji sau teşi,pentru a evita rănirea celui care

manipulează scula ;

Spaţiul dintre placa de desprindere şi placa port-poanson ,cand partea superioară a ştanţei în

pozitia cea mai de jos (scula in pozitie inchisă),va fi de minim 25 mm ,pentru a nu se prinde degetele sau

măna celui ce o deserveşte.

Ori de cîte ori este probabil se vor evita constructiile cu elemente de desprindere mobile si vor fi

înlocuite cu elemente de desprindere fixe,in care caz pericolul accidentarii este mult mai redus.

Cînd deservirea împiedica intrarea mainii in zona activă a sculei, aceasta va fi prevazută cu

grătar de protecţie telescopic din plasă de sîrma sau din tablă.

Referitor la măsuriile de protecţie ce se iau la deservirea utilajelor de presare la rece amintim;

- muncitorii la manipularea fîsiilor de tablă vor purta mănuşi,pentru a evita tăierea la mîna pe muchiile

ascuţite ale fîsiilor ;

- comada presei va fi pe cît de posibil dublă,pentru a evita întoarcerea manii libere in zona de acţiune

a berbecului presei ;

- montare scupei pe prese se va face de catre personal cu înaltă calificare ;

- în momentul în care se observa obtinerea de piese cu bavură pronulţată,ceea ce denotă o uzură la

elementele active ale sculei, se iua măsuri pentru intreruperea procesului de productie;

Norme privind exploatarea sculei

La exploatare sculei se va ţine cont de urmatoarele elemente;

- reglajul corect al acesteia pe masa piesei ;

- evitare frecării uscate a coloanelor în bucşele de ghidare pri introducerea lubrifiantului in găurile

practicate in acest scop ;

- periodic se verifica precizia peisei obţinute in funcţie de marimea lotului, urmărindu-se aspectul

conturului tăiat (perforat sau tăiat), indoit , iar la prezenţa bavurilor sau rupturilor pe contur se va oprii

procesul de productie.

- desprinderea sculei nu se va face in spaţii deschise (curte sau amenăjari în aer liber)nici chiar pentru

perioade mici de timp. Elementele active la desprindere se vor proteja printr-un strat de unsoare

consistentă.

Bibliografie

1. Rosinger Stefan : Procese si scule de presare la rece. Culegere de date pentru proiectare Ed. Facla Timisoara 1987.

2. Teodorescu Mihai, Zgura Gheorghe : Elemente de proiectare a stantelor si matritelor. Ed. Didactica si ped. Bucuresti 1983.

3. Teodorescu Mihai si altii. Prelucrari prin deformare plastica la rece. Ed. Teh. Bucuresti 1987.4. Catalog de elemente tipizate ale firmei Electro Limit.5. Catalog de elemente tipizate AGATHON Elvetia.

tehnologia prelucrarii la rece

Documents