Analiza cu Autoform

UNIVERSITATEA DIN ORADEA

FACULTATEA DE INGINERIE MANAGERIALĂ SI TEHNOLOGICĂ

SPECIALIZAREA: CONCEPȚIE FABRICAȚIE ȘI MANAGEMENT ASISTATE

DE CALCULATOR

TEMA

Coordonator științific: Absolvent:

Conf.dr.ing. STǍNǍȘEL IULIAN OROS DANIEL

Oradea -2016-

Prefață:

Capitolul I cuprinde descrierea softurilor Catia V5 si Autoform .

În capitolul II s-a facut o prezentare a modului de realizare a piesei , prezentarea piesei si rolul functional al acesteia si prezentarea modului de construiere in Catia a piesei.

În capitolul III sa efectuat un studiu de caz : Analiza cu Autoform pentru cele 2

metode de construcție .

În capitolul IV sa facut proiectarea matritei , etapele de proiectare a matritei si etapele de lucru cu Catia si simularea in Autoform.

În capitolul V s-au tras concluzile studilor de caz.

Capitolul I

PREZENTAREA APLICAȚIILOR CATIA ȘI AUTOFORM

1.1. PREZENTAREA SOFTULUI CATIA

„CATIA (Computer Aided Three Dimensional Interactive Application) este o suită software comercială multiplatformă CAD/CAM/CAE dezvoltată de compania franceză Dassault Systemes și comercializată în întrega lume de IBM. Scrisă în limbajul de programare C++, CATIA este temelia suitei software a Dassault Systemes. W Software-ul a fost creat intre ani 1970-1980 și încerca să ajute la dezvoltarea avionului de luptă cu reacție Mirage, apoi a fost adoptat în industria aerospațială, auto, construcția de ambarcațiuni, și multe alte industrii. CATIA este în competiție directă cu Siemens NX, Pro/ENGINEER, SolidWorks, Autodesk Inventor și Solid Edge.

1.1.1 Istorie

CATIA a început ca un proiect pe plan local, dezvoltat de către producătorul francez de aeronave Avions Marcel Dassault. Inițial se numea CATI (Conception Assistée Tridimensionnelle Interactive — French for Interactive Aided Three Dimensional Design ) este redenumit CATIA în 1981, când Dassault a creat o subsidiară pentru dezvoltarea și comercializarea produsului, și a semnat un acord de distribuție ne-exclusivă cu IBM. În În 1984, compania Boeing Company a ales CATIA ca principal mijloc de proiectare 3D, devenind astfel cel mai mare client al său. W În 1988, CATIA versiunea 3 a fost portată de pe Mainframe pe UNIX. W În 1990, compania General Dynamics Electric Boat Corp a ales CATIA ca principal mijloc de proiectare 3D, pentru proiectarea submarinelor din clasa Virginia aparținând Marinei Statelor Unite ale Americii. W În 1992, CADAM a fost cumpărată de IBM și în anii următori a apărut CATIA CADAM v4. W În 1996, a fost portată de la un singur sistem de operare la patru sisteme de operare Unix, inclusiv IBM AIX, Silicon Graphics IRIX, Sun Microsystems SunOS și Hewlett-Packard HP-UX . a În 1998, o versiune complet rescrisă de CATIA, CATIA V5 a fost lansată, cu suport pentru UNIX, Windows NT și Windows XP începând cu anul 2001. A În 2008, Dassault a anuntat și lansat CATIA V6. Sprijinul pentru orice sistem de operare altul decât Windows este redus

1.1.2 Caracteristici

CATIA suportă mai multe etape ale dezvoltării unui produs, de la concepție, proiectare (CAD), fabricare (CAM), și analiză (CAE). A CATIA poate fi personalizată cu ajutorul API. CATIA V4 poate fi adaptat la limbajele de programare Fortran și C cu ajutorul unui API numit CAA. Cea mai recentă versiune este versiunea 6 care a fost lansată în 2009 (V6 R2009). A CATIA V5 poate conlucra cu alte aplicatii, inclusiv Enovia, Smarteam, și diverse aplicații de analiză CAE.

1.1.3 Industrii de seamă care folosesc CATIA

CATIA este utilizată pe scară largă în întreaga industrie, în special în sectoarele auto și aerospațial. CATIA V4, CATIA V5, Pro/ENGINEER, NX (fosta Unigraphics), și SolidWorks sunt sistemele dominante.

Aerospatială

The Boeing Company a folosit CATIA V3 la dezvoltarea avionului de linie 777, și în prezent folosește CATIA V5 pentru seria de aparate de zbor787. A Gigantul aeronautic european Airbus a folosit CATIA din 2001.

Automotive

Companiile auto care folosesc CATIA sunt BMW, Porsche, Daimler Chrysler, Audi, Volkswagen, Volvo, Fiat, Gestamp Automocion, Benteler AG, PSA Peugeot Citroën, Renault, Toyota, Honda, Ford, Scania, Hyundai, Škoda Auto, Proton, Tata motors,Mahindra. Goodyear îl foloseste pentru proiectarea anvelopelor pentru automobile și aeronave. Toate companiile auto folosesc CATIA pentru structurile masinii — uși, bara de protectie , etc.— pentru că CATIA este foarte eficientă în crearea suprafețelor și reprezentarea computerizată a suprafețelor.

Construcții navale

Dassault Systems a început să deservească constructorii de nave începând cu CATIA V5 versiunea 8, care includea caracteristici speciale utile pentru această industrie. GD Electric Boat a folosit CATIA pentru proiectarea submarinelor din clasa Virginia, aparținând Marinei Statelor Unite. Northrop Grumman Newport News de asemenea a folosit la proiectarea clasei Gerald R. Ford class de portavioane a Marinei Statelor Unite.” [1]

1.2 PREZENTAREA SOFTULUI AUTOFORM

Autoform a fost fondată în 1995 în orasul Zurich, Elveția. De atunci, Autoform a crescut mod continu și rapid, iar compania este acum recunoscut ca fiind cel mai important furnizor de soluții software pentru proiectare matrițe și simulare. A Astăzi, pest 600 de companii din 40 de țări din întreaga lume, se bazează pe autoform.
Este lider in domeniul cercetari și dezvoltari, Autoform a venit cu multe inovatii pentru validare rapidă și sigură a proceselor de proiectare, de inginerie și de fabricație care au revoluționat profund piața. A Autoform a dus la îmbunătățiri uriașe în calitate, timp și cost. Autoform este un standard industrial recunoscut la aproape fiecare firmã de automobile și de cei mai importanti furnizori de scule, ștanțate și materiale la nivel mondial.
Motto-ul Autoform este: "Proces de succes".

1.2.1 Prezentare generală Autoform

Utilizarea software-ului autoform îmbunătățește fiabilitatea în planificarea, reduce numărul de posibile erori si rebuturi iar rezultatele de vad calitate superioară. Desene, modele instrumente pot fi produse cu încredere maximă. În plus, timpii morți și ratele de respingere a producție sunt reduse substanțial. A Autoform oferă soluții de-a lungul întregului procesul de formare a piesei . Acestea variază de la module independente pentru companiile mici și mijlocii pentru a finaliza, sisteme multi-modul integrat pentru companiile mari. A Datorită a unei integrari complete a tuturor modulelor software autoform, concepte și rezultate din fazele anterioare pot fi folosite cu ușurință și direct în fazele ulterioare. Acest lucru permite clienților să beneficieze de partea de inginerie simulată, care optimizează timp, cost și calitate, maximizând astfel eficiența și productivitatea.

1.2.2 Precizie, viteza si Costul Beneficiarului

Autoform este bine-cunoscut pentru rezultate precise și termenele scurte de calcul, precum și pentru interfața de utilizator extrem de intuitivă pentru utilizarea sigură și practică în medii de proiectare, de inginerie și de producție. Această combinație puternică de precizie, viteza și ușurința în utilizare și rezultatele în timp au dus la economii de costuri, și face autoform software-ul de lider în domeniul său. Pentru sute de clienti, mari și mici, autoform oferă cel mai bun cost total de proprietate (TCO). Este optimizat pentru a rula pe calculatoarele standard, fără cerințe hardware speciale. Acesta este compatibil cu toate sistemele de CAD majore și pot fi ușor de folosit de către angajați din diferite departamente și funcții. Forța de muncă existentă pote fi antrenată foarte repede pentru a deveni productivi cu software-ul autoform. Autoform este conceput pentru a completa perfect procesul de afaceri existent fără introducerea unor noi blocaje de flux de lucru. Tot acest lucru duce la soluții software extrem eficiente, care maximizează productivitatea în mediul propriu al clientului.

1.2.3 AutoForm-Solver

Software pentru simularea proceselor de ștanțare

Autoform-Solverplus permite simularea rapidă și corectă a întregului proces de ștanțare, inclusiv de ambutisare și operații secundare, precum și de revenire.Simularea proceselor de ștanțare de autoform-Solverplus combinată cu evaluarea rezultatelor de autoform-ProcessExplorerplus oferă utilizatorului toate informațiile necesare pentru a proiecta procesul. Autoform-Solverplus simulează matrițele de linie, progresive si ștampilarea, precum și procesele de tivitură .

Autoform-Solverplus aduce caracteristici și beneficii inovatoare:

   – Simularea de linie și matriță progresivă ștampilarea precum și procesele de tivitură
   – Simulare rapidă și precisă de ambutisare, restriking, tunderea și bordurare operațiuni
   – Extracte simulare de revenire
   – Perspectivă adânca în toate operațiunile procesului de ștanțare
   – Verificarea rapidă a mai multor concepte noi pentru îmbunătățirea calității și costurilor.

1.2.4 Autoform-Solverplus

Domeniul de aplicare: Linia ștanțare

Autoform-Solverplus este rapid si precis simulează întreg procesul de ștanțare, inclusiv de ambutisare și operații secundare, precum și de revenire.

Ambutisarea: Toți parametrii relevanți pentru funcționarea desenului sunt stabilite de către autoform-ProcessExplorerplus. Acești parametri includ prese simple sau duble de acțiune, numărul de instrumente, drawbeads și distanțiere, constante , regulate sau blancuri, croitor-sudate, etc autoform-Solverplus simulează funcționarea ambutisãri și oferă toate rezultatele necesare pentru o evaluare ulterioară.
Tăiere: Inginerii pot defini cu ușurință toate operațiuni de tăiere, inclusiv ornamente de contur și de tăiere gaură. Pentru a reflecta realist procesul actual, diferite direcții cu came pot fi specificate pentru fiecare linie de echipare sau tăiate.Simularea operației se efectuează prin autoform-Solverplus.
Revenirea poate fi calculată după fiecare operație de formare sau de tăiere și ordinea de prindere poate fi, de asemenea, luate în considerare.[2]

Capitolul II

NOȚIUNI GENERALE PRIVIN ȘTANȚAREA ȘI MATRIȚAREA LA RECE ȘI DESCRIEREA PIESEI

2.1 NOȚIUNI GENERALE PRIVIND ȘTANȚAREA ȘI MATRIȚAREA LA RECE

2.1.1 Particularitățile prelucrărilor prin presare la rece

Prelucrarea prin presare la rece este cunoscută ca una din cele mai vechi tehnologii prin care ființa umană a încercat să-și realizeze obiectele necesare. Deși veche, această tehnologie se înscrie pe una dintre cele mai ascendente și moderne curbe de dezvoltare a tehnologiilor în general.

Presarea la rece cuprinde operații de prelucrare mecanică a pieselor prin presiune, fără îndepărtare de așchii. Specific operațiilor din cadrul acestei tehnologii este faptul că piesele se obțin fără încălzirea intenționată a semifabricatului. Operațiile de presare la rece sunt cunoscute sub numele de ștanțare și matrițare, ele executându-se cu ajutorul ștanțelor și matrițelor.

Semifabricatele folosite la obținerea pieselor prin presare se prezintă, în general, sub formă de benzi sau foi. Piesele obținute au forma și dimensiunile în strictă concordanță cu forma si dimensiunile elementelor active a ștanțelor și matrițelor.

Utilajele folosite sunt presele care, în general, prezintă un grad de universalitate lucru care însă nu exclude folosirea în cadrul operațiilor de presare și a unor utilaje speciale, a unor agregate.

Față de alte tehnologii, presarea la rece, prezintă o serie de avantaje care pledează în favoarea folosirii ei.

Se poate aminti în această direcție costul relativ redus a pieselor favorizat de:

– productivitatea ridicată, ajungându-se în cazul folosirii unor prese rapide la 2000-3000 de piese pe minut. Prelucrarea prin presare la rece oferă condiții foarte bune de introducere a mecanizării și automatizării;

– folosirea rațională a materialului, cu pierderi minime. De reținut aici este faptul că din prețul total al unei piese obținute prin presare la rece un procentde 70-80% îl constituie prețul materialului;

– manopera redusă având în vedere că utilajele folosite sunt relativ simple iar personalul de deservire este de calificare inferioară.

În legătură cu piesele obținute prin presare la rece ele pot fi de la unele foarte simple până la piese de complexitate mărită care prin alte procedee sunt greu sau chiar imposibil de obținut. Ele au preicizie suficient de bună în așa fel încât interschimbabilitatea nu ridică probleme. Piesele mari prezintă avantajul că de cele mai multe ori rezultă la cote finale având în același timp greutăți relativ reduse, rezistență mare și rigiditate ridicată.

Pe lângă aceste avantaje presarea la rece prezintă și câteva dezavantaje. Ștanțele și matrițele deși au durabilitate foarte ridicată sunt și foarte scumpe prezentând un puternic accent particular produsului pe care îl execută. În ultima vreme ca o contra măsură a limitării folosirii unei ștanțe sau matrițe pentru o singură piesă se folosesc ștanțele și matrițele cu elemente modulate.

Pregătirea fabricației pentru piesele obținute prin presare la rece începe încă din faza de proiectare al produsului (pieselor). Proiectantul de produs trebuie să asigure o formă rațională și tehnologică pieselor, lucru posibil numai prin cunoașterea problemelor pe carele ridică deformarea prin presare la rece. Tehnologul, cheia succesului unui proces de fabricație, trebuie să aibă cunoștințe aprofundate în ceea ce privește comportarea materialului la deformare având obligația de a se informa continuu în legătură cu apariția altor materiale. În scopul obținerii pieselor la un preț scăzut, tehnologul poate propune proiectantului de produs modificări în ceea ce privește forma piesei sau materialul din care este executată. Orice modificare asupra pieselor se face însă numai cu aprobarea proiectantului de produs și ea nu trebuie să afecteze rolul funțional și fiabilitatea produsului.

Ștanțele și matrițele trebuie să se proiecteze și să se execute îngrijit. Proiectantul de ștanțe și matrițe trebuie să găsească soluțiile cele mai economice posibil în condiții de asigurare a unei fiabilități a sculelor și a întregului proces de producție.

Pentru a vedea domeniul larg de aplicare a presării la rece în vederea obținerii pieselor se amintește că se execută piese prin aceste procedee de la dimensiuni de ordinul milimetrilor până la cele de ordinul metrilor. În același timp se realizează operații de perforare în table cu grosimi până la 30-35 mm, îndoiri la semifabricate cu grosimea până la 90-100 mm și ambutisări la semifabricate cu grosimea până la 15-20 mm.

În alta ordine de idei piesele obținute prin presare la rece sunt folosite în domenii din ce în ce mai largi, începând cu domeniul casnic și terminând cu domeniul zborului în cosmos. Trecerea de la prelucrarea unor metale cu grad înalt de deformabilitate la materiale mai dure a fost posibilă prin descoperirea unor noi metode și utilaje prin care vin să completeze metodele clasice.

2.1.2 Materiale utilizate la lucrările de presare la rece

Materialul din care se confecționează o piesă prin unul din procedeele de prelucrare la rece este indicat de către proiectant pe desenul de execuție al piesei. Alegerea materialului piesei este o problemă foarte importantă, deoarece trebuie să ia în considerație o serie de factori tehnici, de exploatare și economici și anume:

– să asigure rezistența, duritatea și rigiditatea cerute, la o masă redusă și un cost cât mai scăzut al piesei ștanțate;

– materialul respective trebuie să aibă proprietățile tehnologice care să permit obținerea piesei prin presare la rece;

– dimensiunile rezultate din calcul pentru piesa proiectată trebuie să se încadreze în domeniul dimensiunilor standardizate;

– trebuie folosite pe cât posibil materiale care nu sunt deficitare și eventual material cât mai ieftine.

În funcție de materialul ales, se poate recurge chiar la schimbarea formei constructive și a dimensiunilor piesei ștanțate, astfel încât să se poată obține fără dificultăți tehnologice și la un cost scăzut.[3]

Este necesar ca la proiectarea pieselor să cunoaștem proprietățile și caracteristicile mecanice și tehnologice ale materialelor utilizate în presarea la rece și să se cerceteze standardele acestor materiale și să se facă calcul de economicitate pentru alegerea optimă a materialului.

La prelucrarea prin presare la rece a reperelor se folosesc atât materiale metalice cât și nemetalice. Materialele metalice sunt livrate în mai multe tipuri de formă: table, bare, benzi, țevi, profile. Materialele metalice care sunt folosite cel mai des la prelucrările prin presare la recesunt oțelurile de carbon și aliate, cuprul și aliajele sale, aluminiul și aliajele sale.

2.1.3 Clasificarea operațiilor de matrițare și ștanțare la rece

Operațiile de presare la rece sunt de două tipuri:

Tăierea

Matrițarea

La rândul lor aceste operații sunt împarțite așa după cum se arată în tabelul 1.1.

Tăierea este operația tehnologică de presare la rece în urma căreia se produce o separare totală sau parțială a semifabricatului.

Atunci când tăierea se execută pe utilaje numite foarfeci ea se numește debitare și se întâlnește în secțiile de pregătire a semifabricatelor pentru procesul de producție.

Dacă tăierea se execută cu ajutorul unor scule numite ștanțe, cu ajutorul preselor, ea se numește ștanțare.

Matrițarea este opertația tehnologică de prelucrare prin presare la rece în urma căreia se modifică forma semifabricatului fără să se înregistreze separarea vreunei părți din el. Fiind un proces complex în urma matrițării se pot constata două tipuri de modificări. În primul rând se poate modifica forma iar apoi se poate modifica grosimea semifabricatului. Divizarea operației de matrițare în două părți se face având în vedere caracterul intențional al modificării grosimii semifabricatului.

Tabelul 1.1 Clasificarea operațiilor de presare la rece

2.1.4 Clasificarea ștanțelor și matrițelor

După numele operațiilor pe care le execută sculele folosite la presarea la rece se numesc ștanțe pentru operațiile de ștanțare și matrițe pentru operațiile de matrițare. În cazul în care cu aceiași sculă se execută atât operații de ștanțare cât și operații de matrițare scula se numește matriță combinată.

O clasificare a ștanțelor și matrițelor este prezentată în tabelul 1.2

Ștanțele pot fi de două feluri: simple și complexe.

Ștanțele simple execută în mod exclusiv o singură operație de ștanțare (ștanță de perforat, ștanță de decupat). Ștanțele complexe sunt de trei feluri:

– ștanțele cu acțiune succesivă sunt ștanțele care au cel puțin două posturi de lucru și fiecare post realizează cel mult câte o operație de ștanțare (ștanță de perforat și decupat, ștanță de perforat și crestat);

– ștanțele cu acțiune simultană sunt ștanțele care au un singur post de lucru în care se execută cel puțin două operații de ștanțare (ștanță simultană de perforat și decupat);

– ștanțele cu acțiune simultan-succesivă sunt ștanțele care au cel puțin două posturi de lucru, în cel puțin unul din posturile de lucru se realizează două operații (ștanță cu acțiune succesiv simultană de perforat și decupat, la primul post de lucru o perforare simultană).

Matrițele simple se folosesc la executarea unor operații simple (matriță de ambutisat, matriță de răsfrânt, etc).

Matrițele complexe sunt cu acțiune succesivă, cu acțiune simultană, cu acțiune simultan succesivă și pot realiza mai multe operații.

Tabelul 1.2 Clasificarea ștanțelor și matrițelor

Dispozitivele de ștanțare care se pot numi, pe scurt, stanțe, se utilitzeaza în exclusivitate, pentru realizarea diverselor operații de ștanțare; ștanța simplă este potrivită realizarii unei singure operații de ștanțare cum poate fi: perforarea, decuparea, crestarea, retezarea etc.

Dispozitivele de matrițare numite pe scurt, matrițele, se utilizeaza pentru realizarea unor operații fie simple fie combinate de matrițare; matrițele simple se utilizeaza pentru realizarea unor operații simple, iar matrițele combinate se utilizeaza pentru realizarea unor operații combinate simultane, succesive respectiv simultan-succesive. A Elementele de baza ale unui dispozitiv de presare la rece sunt sculele, adică poansonul și placa activă

In scopul punerii în prim plan a tipului dispozitivului respectiv din care fac parte, acesta se vor numi, mai expresiv, în funcție de natura operației pe care o execută, de exemplu: poanson de îndoire, poanson de decupare, poanson de perforare, poanson de ambutisare etc. și, respectiv, placă de ambutisare ,de perforare, de îndoire, de decupare etc. În concluzie, ansamblurile auxiliare folosite pentru executarea operațiilor de ștanțare sau matrițare, simple sau combinate, poarta denumirea de dispozitive de presare la rece.[4]

2.1.5 Procesul de proiectare

Este un proces ce constă în mai multe etape. Unele din aceste etape pot fi mai accentuat sau diminuate în funcție de tipul de proiect, și anume:

– Analiza și sinteza: care sunt legate și cuprinse într-un proces care se repeta. O anumită componență sau un anumit subsistem al unui sistem care il cuprinde este conceptualizată de cel care proiecteaza respective proiectantul, supusă unei analiz si îmbunătățită prin procedura de analiză și apoi reproiectată. Acest proces se repeta până cand proiectul a fost optimizat în cadrul constrângerilor realizate de proiectant. – – analiza de nevoi: ca si exemplu – deficicențe la produsele deja proiectate sau nevoia dezvoltării unui produs nou; activitatea este realizată de catre un inginer;

– definirea problemei: face parte dintr-o specificație a produsului care trebuie proiectata; specificația cuprinde caracteristicile fizice și funcționale, cantitate, cost și performanțe

-Evaluarea: este analizată prin determinarea gradului de satisfacere a condițiilor impuse în specificațiile stabilite în faza de definire a problemei. Etapa are nevoie de multe ori de testarea și fabricarea unui model prototip pentru a se obține informatii privind calitatea performanțele, rentabilitatea sau privind alte criterii – Prezentarea: face parte din ultima etapa a proiectului și cuprinde documentația necesară în vederea executari produsului – desene de execuție, liste de piese, specificații de materiale etc.

Procesul de proiectare prin intermediul calculatorului are, în principiu, aceleași faze ca și proiectarea tradițională, dar se numesc diferit:

– definirea problemei

– analiza de nevoi

– analiza

– generarea modelului

– revizuirea proiectului și reevaluarea acestuia

– elaborarea automată a documentației de execuție

Elaborarea procesului de proiectare nu este un proces usor, fiecare proiect este diferit în funție de produs. Modelarea CAD a matriței și a produsului, a ajutat foarte mult ingineriilor prin reducerea timpului de proiectare, crescând astfel productivitatea, și, prin creștea precizie proiectelor finale. Cercetarea, concepția si inovarea; aceste faze informatizate au generat domeniul Computed Aided Engineering- CAE si care se leagă nu numai la simularea asistată de calculator a sistemelor continue sau discrete ( care sunt caracterizate de sisteme de ecuații diferențiale ordinare sau cu diferențe finite) ci și la modelarea câmpurilor și corpurilor (prin tehnici de tip finite element analysis, element method/finite sau altele similare) folosite în rezolvarea ecuațiilor cu derivate parțiale, care se întâlnesc în mecanică, mecanica fluidelor termotehnica, rezistenta etc.

Dezvoltarea și proiectarea de produse bazată în principal pe CAD.

Realizarea de produse de serie si de prototipuri, prin informatizare au generat domeniul Computer Aided Manufacturing- CAM. În urma unui proces de standardizare (drawing exchange and interoperability) atât sistemele complexe respectiv părțile lor, componente relativ simple incep să fie descrise într-un limbaj informatic unic, ceea ce determina tendința că cele trei abordări CAE/CAD/CAM să se integreze în una unica care se numeste Computer Integrated Manufacturing- CIM.

2.2 DESCRIEREA PIESEI

2.2.1Rol funcțional

2.2.2 Caracteristici material S355MC (1.0976)

S355MC este un material termo-mecanic laminat la cald granulat fin sudabil adecvat pentru formarea la rece.

S355MC – S: Oteluri structurale, 355: Forță minimă, M: impacturi longitudinale Charpy V-notch, temperatura nu mai puțin de -20 grade C.

Acest material are un finisaj de suprafață foarte curat care se poate folosi la tăierea cu laser.

Materialul S355MC nu este potrivit pentru zonele cu căldură continuă ridicată; ea va începe să își piardă din proprietățile sale mecanice.[5]

Compoziția chimică %   S355MC (1.0976):   EN 10149-2-1996

Proprietăți mecanice ale materialului   S355MC (1.0976)

[6]

2.2.3 Obținerea desfășuratei

Pentru obținerea desfășuratei s-a folosit softul Autoform în care se inserează piesa 3D după care cu ajutorul modulului Formcheck se obține desfășurata piesei și masa acesteia.

În imaginile de mai jos sunt prezentați pașii pentru obținerea desfăsuratei:

Fig.__ Inserarea piesei 3D

Fig.__ Piesa 3D și desfășurata ei in partea stânga sus

Fig.__ Piesa desfășurată cu modulul Formcheck din Autoform

2.2.4 Croirea tablei

Croirea materialului reprezintă una din problemele tehnico-economice de primă importanță în cadrul întocmirii unei tehnologii de prelucrare prin presare la rece.

Prin croirea materialului se înțelege stabilirea judicioasă a poziției relative a pieselor pe semifabricatul prezent sub formă de fâșie, bandă sau foaie de tablă și determinarea dimensiunilor semifabricatului plan în cazul pieselor din tablă, de la care începe prelucrarea.

La croirea materialului se vor avea în vedere atât cheltuielile aferente materialului și manoperei cât și cele necesare proiectării și construcției ștanțelor. Croirea rațională fiind aceea care la volumul și condițiile de producție date asigură fabricarea pieselor cu un cost minim.

Factorii de care depinde croirea materialului sunt:

– Forma și dimensiunile piesei

– Duritatea materialului și grosimea semifabricatului

– Forma și dimensiunile acestuia

– Tipul producției

Este cunoscut faptul că din costul unei piese obținute prin presare la rece 60-80% îl reprezintă costul materialului și nu surprinde pe nimeni accentul mare care se pune pe eficiența economică a croirii materialului. Unul din elementele importante care se urmăresc în cadrul întocmirii unui plan de croire este economia de material, care se poate realiza prin următoarele:

Croirea rațională a benzilor prin dispunerea optimă a pieselor pe bandă și folosirea tipului de croire fără deșeuri sau cu deșeuri puține;

Atunci când este posibil să se aplice croirea combinată pentru piese din același material și din semifabricate cu aceeași grosime;

Folosirea unor benzi sau fâșii obținute din formate de tablă cât mai lungi, deoarece în acest fel rezultă un număr mai mare de piese, raducându-se în același timp cantitatea de deșeu de la capetele semifabricatului;

În cazul producției de serie mare sau de masă se recomandă folosirea unor formate de tablă speciale în vederea obținerii unor deșeuri cât mai puține.

În cadrul procesului de întocmire a unui plan de croire se pot distinge mai multe faze. În prima fază se va stabili poziția pieselor pe semifabricat după care în a doua fază se va calcula lățimea semifabricatului necesar.

Dacă în listele întreprinderilor producătoare se găsesc benzi la lățimea calculată se vor folosi aceaste benzi, în caz contrar se trece în a treia fază la croirea benzilor în benzi de lățime mai mică sau la croirea tablelor în fâșii.

Din punctul de vedere a prciziei pieselor ștanțate se întâlnesc trei tipuri de croire:

Croire cu puntiță la tot conturul piesei;

Croire cu puntiță parțială la conturul piesei;

Croire fără puntiță

2.2.5 Dispunerea pieselor pe bandă

Aranjarea pieselor pe fâșia sau banda de material se face înfuncție de forma geometrică a pieselor.

La decuparea pieselor de formă geometrică foarte simplă se aplică croirea dreaptă(fig_a_)

În cazul producțiilor de serie mare și de masă a pieselor de dimensiuni mici se aplică croirea pe mai multe rânduri.(Fig__b,c_)

În afara avantajului folosirii mai eficiente a semifabricatului în cazul croirii pe mai multe rânduri se mai obține și un alt avantaj în legătură cu productivitatea. În același timp pentru croiri de acest gen sunt necesare scule cu lungimi mai mari. În cazul pieselor în formă de U, T și L se preferă o croire față în față(Fig_d,e,f_) sau înclinată care dă deșeuri mai puține.[7]

Fig.___

Autoform are inclus și un modul pentru croirea tablei. Se pot defini dimensiunile fâșiei de tablă și în funcție de acestea se obține gradul de utilizare al materialului incluzând și pasul.

În programul Autoform câteva tipuri de aranjare pe suprafața fâșiei de tablă:

În primul caz (Fig.___) piesa este așezată pe mijlocul benzii se poate observa lățimea benzii aleasă dar și pasul pentru piesa 3D. Lățimea benzii fiind de 100 mm, pasul calculat de programul Autoform este de 89,27 mm iar puntița între piese este de 5 mm. Orientarea piesei calculat tot de programul Autoform este de 164°. În acest modul este dat costul piesei și utilizarea materialului în procente. Costul pe piesă este de 0,105€ iar utilizarea materialului este în proporție de 68,6%.

Fig.____ Piesa cu puntița pe mijloc

În al doilea caz (Fig.__) piesa este așezată pe o parte a benzii iar puntița pe cealaltă parte. Lățimea benzii în acest caz este de 115 mm mai lată decât în primul mod de așezare pasul ramânând același de 89,27 mm și orientarea de 164°. Costul crește de la 0,105 € la 0,117 € iar utilizarea materialului este de 59,7% mai mic față de primul caz prezentat.

Fig.___ Piesa cu puntița pe o parte

În al treilea caz (Fig.___) lățimea benzii este de 130 mm, piesa este poziționată în mijlocul benzii iar puntița este pe ambele părți. Pasul rămâne același iar ca și cost pe piesă este mult mai ridicat și gradul de utilizare al materialului fiind mai mic față de cazurile anterioare.

Fig.___ Piesă cu puntiță pe ambele părți

În concluzie primul caz este cel mai convenabil din cauză că deșeul este mult mai puțin decât în cazul al doilea si al treilea dar și costul piesei mult mai scăzut față de celelalte două cazuri prezentate.

Capitolul III

ANALIZA CU ELEMENT FINIT UTILIZÂND AUTOFORM

Fig.___ Piesa 3D inserată în programul Autoform

Fig.___ Forțele necesare generate de programul Autoform

Capitolul IV

PROIECTAREA MATRITEI

În capitolul acesta se va face prezentarea constructiei matriței. Pentru o munca mai eficientã si rapidã se foloseste un start model existent care constã în un ansamblu de componente conenctate intre ele prin constrangeri ,relații si parametri. . Acest start model are o serie mare de avantaje , este o matrita predefinitã in care intr-un timp scurt se inlocuieste suprafețe de bazã folosite la construcția componentelor iar din parametrii se executã: , – poziționarea piesei in matrița . – poziționarea matriței pe presã . – setarea dimensiunilor matriței . – introduce bolțurile de centrare , – introducerea inel reținere (daca este necesar) . – schimbarea numelui matriței automat la toate componentelor . – parametru de grosime a semifabricatului . – parametru de elasticitate semifabricatului

4.1 DESCRIERE START MODEL ȘI PROIECTAREA MATRIȚEI

Start modelul este alcatuit din mai multe componente cum ar fi: -Metodã -Parte superioarã matrița denumitã în start model cu abrevierea de “OT” -Inelul de reținere denumit în start model cu abrevierea “BH” -Poansonul denumit în start model cu abrevierea “UT” -curba proiectatã pe partea superioarã a piesei denumit în start model cu abrevierea “ANRISS_OT” -curba proiectatã pe partea superioarã a piesei denumit în start model cu abrevierea “ANRISS_UT” -Presa pe care se montrazã matrița denumit în start model cu abrevierea “Presse_250_T”

Fig 4.1. Componentele matriței

În partul metodă s-a facut o analizã a matrițarii piesei si in urma acestei analize s-a constatat cã pisesa este matrițabilã .În figura de jos este prezentat acest lucru.

Fig 4.2 Analiza matrițării

Sistemul de axe din centrul matriței este creat în funcție de 3 parametri ce permite să se facă rotație în jurul axei. Acest sistem este publicat in construcția matriței si va face modificarea intregului ansamblu in functie de modificarile fãcute. În cazul nostru nu este necesar a rosti sistemul de axe.

Valoarea inițiala a parametrului este 90° intre suprafața piesei si zx sistemului matriței.

Fig 4.3 Sistemul de axe al matriței fata de suprafața piesei

În cazul în care ar trebui să rotim sistemul de axe atunci ar trebui parametrilor “ROT_X, ROT_Y, ROT_Z” să introducem unghiul de care am avea nevoie ca piesa să fie matrițabilă.

Fig 4.4. Sistemul de axe al matriței fata de suprafața piesei

Dupa ce s-a stabilit poziția piesei, înlocuirea suprafețelor în partul Metodă se va începe prin optimizarea start modelului . În start model sunt deja create : -Parte superioarã matrița denumitã în start model cu abrevierea de “OT” -Poansonul denumit în start model cu abrevierea “UT” Este necesar doar ajustarea sketck din fiecare part în parte la dimensiunile necesare piesei. , Cu ajutorul parametrului “Cod_matrita” din ansamblu se stabilește numele matriței iar dupa care se va face un update general la tot ansamblul sau la tot productul.

După ajutarea sketck rezultă construcția matriței care cu ajutorul diferitilor parametri este fi optimã. .

Fig 4.8 Matriță.

În funcție de forma matriței și specificațiile ei poate fi prevazutã cu poanson sau fără poanson pentru acest lucru este facut un parametru in start model. . În figura de mai jos sunt evidențiate opțiunile acestui parametru:

Fig 4.12. Parametru de activare / dezactivare poanson

Tot parametrizate sunt și bolțurile de centrare care se pot activa și dezactiva și se pot monta în partea superioarã sau în inelul de reținere.

Fig 4.13. Parametru de activare / dezactivare Bolțuri de centrare

Fig 4.14. Bolțurile de centrare montate pe inelul de reținere

Elementele componente ale ștanțelor sunt împărțite în două grupe: a) elemente active; b) elemente auxiliare.

Elementele active sunt cele care au contact direct, asupra semifabricatului de prelucrat, iar elementele auxiliare ajută la asamblarea , ghidarea și conducerea semifabricatului în dispozitiv.

Elementele active ale unui dispozitiv de matrițare la rece sunt:

– poansonul matriței

– placa activă a matriței sau cuțitele matriței.

Materialele care se folosesc la construcția componentelor matrițelor se stabilesc în funcție de scopul în care au fost construite : dispozitivul de matrițare respectiv și de solicitările la care vor fi supuse componentele acestuia.

Materialele destinate fabricarii elementelor active ale dispozitivelor de matrițare trebuie să aibă rezistență ridicată, stabilitate termică mare și rezistență ridicată la uzură. Un lucru important ce trebuie să îl îndeplinească materialele sculelor matrițelor de presare la rece este ca dimensiunile acestora să aibă variații scăzute la tratament termic.

Poansoanele ale căror dimensiuni sunt mijlocii, supuse unor solicitări ușoare, se confecționează din oțel de scule, 1.1730 sau OLC25 și din oțel slab aliat OL52, când forma lor este formată din mai multe parți.

Poansoanele matrițelor de dimensiuni mari, care necesită o călire în adâncime, se confecționează din oțel aliat 1,2379 . Poansoanele matrițelor se tratează termic la o duritate aproximativ 60 – 62 HRC.

Elementele de aliere ale oțelului oferă sculelor o mai mare durabilitate. Cromul ajută la mărirea rezistenței materialului la coroziune și a capacității de tăiere. Nichelul ajută la călirea în adâncime a sculei, iar wolframul contribuie la menținerea rezistenței, durității și capacității de tăiere la temperaturi ridicate. Molibdenul creste rezistența la oboseală și duritatea, iar vanadiul creste rezistența la șoc a sculei.

După călire, duritatea suprafețelor active ale sculelor fabricate din oțel aliat este la fel ca și cea a sculelor construite din oțel carbon. Însă, sculele fabricate din oțel aliat au avantajul că deformațiile după călire, sunt mici și rezistența la uzură este mai mare.

În cazul matriței concepute se vor folosi materiale mai sclab tratate din motive economice și pentru faptul ca fiind o ștanțã de prototip va executa un număr limitat de piese între 5 și 10 piese maxim.

La matrița proiectatã pentru piesele noastre vom folosi OLC 45 și se trateazã termic în intervalul 40–42 HRC.

Deoarece matrițle prototip fiind folosite la un număr mic de piese se utilizeazã materiale de duritate medie ,oțeluri de îmbunatãțire de exemplu: OLC 45 (SR EN ISO 4957 Simbolizare alfanumerică C45U ; SR EN ISO 4957 Simbolizare numerică 1.1730 ) ,42MoCr11 (42 CrMo4 ; 1,7225) [8] .

[1] http://ro.wikipedia.org/wiki/Catia

[2] http://www.autoform.com/en/company/profile/

[3] M. Teodorescu, Elemente de proiectare a stantelor si matritelor, Nr. plan: 9441 Intreprinderea poligrafica „Crisana”, Oradea

[4] Radu Ioan

[5] http://www.metricmetal.com/products/Grade%20Descriptions/355MC%20.php

[6] http://www.steelnumber.com/en/steel_composition_eu.php?name_id=206

[7] Radu Ioan

[8] C. Iliescu, Tehnologia ștanțării și matrițării la rece, Ed Didactică și Pedagogică București 1977