PROIECTAREA PROCESULUI TEHNOLOGIC DE PRELUCRARE PRIN DEFORMARE PLASTICĂ LA RECE A REPERULUI IMC-2361-06 PENTRU O PRODUCȚIE ANUALĂ DE 160.000 BUCĂȚI. [302132]

UNIVERSITATEA “TRANSILVANIA” DIN BRAȘOV

Facultatea de Inginerie Tehnologică și Management Industrial

Departamentul de Ingineria Fabricației

PROIECT DE DIPLOMĂ

Student: [anonimizat]: Ingineria și managementul calității

nr. 2361

Conducător științific: Conf.dr.ing. NEAGOE ION

Prof. dr. ing. MILOȘAN Ioan

Brașov,

2020

PROIECTAREA PROCESULUI TEHNOLOGIC DE PRELUCRARE PRIN DEFORMARE PLASTICĂ LA RECE A REPERULUI IMC-2361-06 PENTRU O PRODUCȚIE ANUALĂ DE 160.000 BUCĂȚI.

ANALIZA CALITATIVĂ A PROCESULUI DE PRODUCȚIE CU AJUTORUL DIAGRAMEI „PARETO” ȘI A METODEI CELOR „5 DE CE?”

Student: [anonimizat]: Ingineria și managementul calității

grupa 2361

Conducător științific: Conf. dr. ing. NEAGOE Ion

Prof. dr. ing. MILOȘAN Ioan

CUPRINS

INTRODUCERE

Capitolul 1. PROIECTAREA PROCESULUI TEHNOLOGIC DE PRELUCRARE PRIN DEFORMARE PLASTICĂ LA RECE A REPERULUI IMC-2LF361-06 ………………………………..

1.1 Studiul condițiilor tehnologice specifice procedeelor de prelucrare prin presare la rece…………

1.2 Determinarea formei și dimensiunilor semifabricatului …………………………………………………….

1.3 Croirea materialului. Calculul coeficientului de croire și de utilizare a materialului ……………..

1.4 Stabilirea variantei procesului tehnologic de prelucrare a reperului IMC-2LF361-06 …………..

1.4.1 Stabilirea operațiilor necesare prelucrării reperului IMC-2LF361-06 și a succesiunii acestora …………………………………………………………………………………………………………………………….

1.4.2 Calculul numărului operațiilor de ambutisare. Determinarea formei și dimensiunilor pieselor intermediare ………………………………………………………………………………………………………….

1.4.3 Alegerea variantei tehnologice de prelucrare a reperului IMC-2LF361-06 și întocmirea filmului operațiilor …………………………………………………………………………………………………………….

1.5 Stabilirea schemelor de principiu ale dispozitivelor de presare la rece utilizate la prelucrarea piesei în varianta tehnologică adoptată ………………………………………………………………………………….

1.6 Calculul forțelor de presare și al forțelor de eliminare a piesei și deșeului din dispozitiv ………….

1.7 Alegerea preselor pentru acționarea dispozitivelor de presare la rece ……………………………………

Capitolul 2. PROIECTAREA DISPOZITIVULUI COMBINAT DE DECUPARE ȘI AMBUTISARE …………………………………………………………………………………………………………………

2.1 Determinarea centrului de presiune al dispozitivului …………………………………………………………

2.2 Calculul jocului dintre sculele dispozitivului ……………………………………………………………………

2.3 Calculul dimensiunilor părților active ale sculelor dispozitivului …………………………………………

2.4 Calculul organologic al dispozitivului ……………………………………………………………………………..

Capitolul 3. PROIECTAREA MATRIȚEI PENTRU A DOUA OPERAȚIE DE AMBUTISARE ………………………………………………………………………………………………………………………………………..3.1 Determinarea centrului de presiune al matriței …………………………………………………………………..

3.2 Calculul jocului dintre sculele matriței …………………………………………………………………………….

3.3 Calculul dimensiunilor părților active ale sculelor dispozitivului …………………………………………

Capitolul 4. CALCULUL EFICIENȚEI ECONOMICE A VARIANTEI TEHNOLOGICE ADOPTATE ……………………………………………………………………………………………………………………..

4.1 Calculul normei tehnice de timp ……………………………………………………………………………………..

4.2 Calculul costului de producție pentru cele două variante …………………………………………………….

4.3 Calculul eficienței economice a variantei tehnologice adoptate ……………………………………………

Capitolul 5. ANALIZA CALITATIVĂ A PROCESULUI DE PRODUCȚIE ………………………….

5.1 Utilizarea metodei “5-Why”, pentru analiza cauzei de bază (rădăcina)–”Root Cause Analysis” a reperului IMC-2LF361-06 ………………………………………………………………………………………………..

5.2 Analiza calitativă a procesului de producție specific reperului IMC-2LF361-06, cu ajutorul diagramei Pareto …………………………………………………………………………………………………………………….

5.2.1 Studiu de caz privind aplicarea diagramei Pareto în analiza calitativă a defectelor constatate într-un lot de 160000 piese specific reperului IMC-2LF361-06 ……………………………………………………………………………………………………………………………………………..

Bibliografie

Anexe

Introducere

Presarea la rece este un procedeu tehnologic care constă în deformarea plastică la rece a semifabricatelor, prin intermediul unor dispozitive numite matrițe sau ștanțe, acționate de prese.

Prin presare la rece se execută piese de diverse marimi, de la cele cu dimensiuni foarte mici până la cele cu gabarite foarte mari, în toate sectoarele industriale, utilizându-se atât semifabricate din materiale metalice cât și nemetalice. Dimensiunile maxime ale pieselor prelucrate sunt limitate numai de posibilitățile utilajelor de presare în ceea ce privește forța maximă pe care acestea o pot dezvolta și dimensiunile zonei de lucru, unde se instalează dispozitivele de presare. Prin utilizarea unor surse de energie neconvenționale, dimensiunile de gabarit ale pieselor obținute prin deformare plastică la rece au crescut considerabil. De asemenea, cercetări recente în domeniu au făcut posibilă aplicarea la scară industrială a microdeformării, procedeu prin care se execută piese submilimetrice, având dimensiuni de ordinul sutimilor de milimetru sau chiar a micronilor. [NEA13]

Presarea la rece are o serie de avantaje tehnico-economice în raport cu celelalte procedee de prelucrare mecanică. În raport cu prelucrarea mecanică prin așchiere, principalele avantaje sunt:

1. posibilitatea obținerii unor piese de formă complexă, dificil sau chiar imposibil de realizat prin așchiere;

2. piesele obținute sunt mai ușoare, cu rezistență și rigiditate mecanică mai ridicate decât ale semifabricatului, ca urmare a formei adecvate, stabilită la proiectare;

3. consum specific de metal mai redus, uneori de până la 70…75%;

4. productivitate mult mai ridicată, timpul pe operație fiind, în majoritatea cazurilor, de ordinul secundelor sau chiar mai mic;

5. deservire simplă a locurilor de muncă, care poate fi asigurată de personal cu calificare inferioară;

6. cost de fabricație mai redus.[NEA13]

În raport cu forjarea sau matrițarea la cald, deformarea plastică la rece are următoarele avantaje:

1.lipsa operațiilor mari consumatoare de energie necesare pentru încălzirea semifabricatului;

2. piesele obținute au forma finită sau semifinită și nu mai necesită prelucrări suplimentare;

3. suprafața pieselor nu se oxidează.

Pe lângă avantajele prezentate mai sus, prelucrarea prin presare la rece prezintă și o serie de dezavantaje:

1. condiții dificile de lucru – în secțiile și atelierele de prelucrare prin presare la rece există un mediu de lucru cu nivel ridicat de zgomot și pericol ridicat de accidentare;

2. oferă posibilitatea prelucrării unor piese de dimensiuni mai mici decât în cazul matrițării la cald sau forjării;

3. apariția fenomenului de ecruisare a materialului, fiind necesară recoacerea interoperațională în vederea prelucrării ulterioare;

4. dispozitivele de presare la rece au complexitate ridicată și sunt scumpe, utilizarea acestora fiind justificată, din punct de vedere economic, numai în cazul producției în serie mare și masă.[NEA13]

Ultimul dezavantaj se poate elimina prin utilizarea unor dispozitive universale de presare la rece sau prin implementarea noilor tehnologii flexibil e de fabricație, specifice producției în serie mică și mijlocie și chiar unicate.[NEA13]

Fiind un domeniu cu largi perspective de utilizare, cercetările actuale și de viitor ale specialiștilor în domeniu vizează următoarele direcții:

1. îmbunătățirea continuă a utilajelor și dispozitivelor de presare sub aspectul preciziei și calității pieselor prelucrate și a extinderii presării la rece pentru prelucrarea unor materiale greu deformabile;

2. îmbunătățirea performanțelor tuturor procedeelor de presare la rece sub aspectul consumului de metal, durabilitate, productivitate, consum de energie etc;

3. dezvoltarea procedeelor neconvenționale de prelucrare prin presare și a celor care deschid noi posibilități tehnologice;

4. implementarea tehnologiilor și sistemelor flexibile de fabricație prin presare la rece;

5.realizarea pieselor de dimensiuni mici și foarte mici prin presare la rece.[NEA13]

1.PROIECTAREA PROCESULUI TEHNOLOGIC DE PRELUCRARE PRIN DEFORMARE PLASTICĂ LA RECE A REPERULUI IMC-2LF361-06

1.1 Studiul condițiilor tehnologice specifice procedeelor de prelucrare prin presare la rece

Pentru ca piesa să îndeplinească cerințele impuse de desenul de execuție și să aibă un cost redus trebuie să se supună unei analize tehnologice în funcție de cerințele impuse de procedeele de prelucrare utilizate. După această analiză, tehnologul descoperă formele și dimensiunile piesei ce fac complicată sau chiar irealizabilă prelucrarea piesei prin deformare plastică la rece și dacă este necesar, propune unele modificări pentru îmunătățirea tehnologicității produsului dar fără să fie afectată funcționalitatea acestuia.

Schița reperului IMC-2LF361-06, pentru care se intenționează stabilirea tehnologiei de prelucrare mecanică având dimensiunile cerute pentru acesta, este prezentată în figura de mai jos (Fig. 1).

Fig. 1.1. Schița reperului IMC-2LF361-06

Piesele obținute prin ambutisare rezultă cu margini neuniforme, fiind necesară tunderea ulterioară a acestora. Pentru piesele cilindrice cu flanșă, adaosul de tundere se stabilește în funcție de diametrul al flanșei și relativ, /d, al acesteia din tabelul 1.2 [NEA 05].

Se alege: = 3

120 + 2 · 3 = 126 (1.1)

Fig. 1.2 Schema pentru stabilirea operațiilor prin care se realizează

bosajul

Analiza posibilității realizării bosajului d1 xh2 prin răsfrângerea marginilor conturului interior:

Bosajele pieselor se pot realiza prin răsfrângerea marginilor conturului interior numai dacă acestea au înălțime relativă mică, respectiv, atunci când este îndeplinită condiția,

m = ≥ (1.2)

unde m este coeficientul de răsfrângere a marginilor conturului interior;

d0 – diametrul găurii inițiale;

– diametrul mediu al bosajului ( ) ;

mlim – valoarea limită a coeficientului de răsfrângere a marginilor conturului interior a cărui valoare se adoptă din tabelul 1.1. [1].

Diametrul d0 al găurii se determină [1] cu relația,

= (1.3)

d0 = 40 – 2 · 7 + 0,86 · 1 + 2,43 · 1 = 29,29

m=

mlim=0,6

m= 0,73 ≥mlim = 0,6

Determinarea formei și dimensiunilor piesei primare:

Piesa primară reprezintă piesa care se obține în urma operației sau operațiilor de ambutisare, pe baza căreia se determină forma și dimensiunile semifabricatului. In acest caz piesa primară este reprezentată de o piesă cilindrică cu flanșă (fig. 1.3).

Studiul condițiilor tehnologice specifice ambutisării:

Condițiile tehnologice specifice pieselor obținute prin ambutisare se referă la următoarele aspecte:

a) valoarea maximă a diametrului flanșei, dfc,

; (1.4)

126mm≤368mm

b) valoarea minimă a diametrului flanșei, dfc,

; (1.5)

126 ≥ 92 + 2(1+1) + 4 · 1

126mm≥100mm

c) valorile minime ale razelor de racordare ale piesei care pot fi obținute prin ambutisare,

; ; (1.6)

1 ≥ 3 1 ≥ 1,5

Când razele pieselor au valori mai mici decât cele indicate de relațiile (1.6), acestea se pot obține prin operații ulterioare de calibrare până la valori de (0,2…0,3) g.

Fig. 1.3 Piesă primară

Studiul condițiilor tehnologice specifice perforării:

Condițiile tehnologice specifice perforării pentru piesa dată se referă la următoarele probleme:

dimensiunile minime ale găurilor care pot fi realizate prin perforare (tab.1.4) [NEA 05]:

. (1.7)

29,29mm ≥ 1

poziția găurilor realizate prin perforare pe piesele obținute prin ambutisare:

. (1.8) 29,29 ≤ 92 – 2 · 1

29,29 ≤ 90

Determinarea formei și dimensiunilor semifabricatului

Forma și dimensiunile semifabricatului se determină pe baza formei și dimensiunilor piesei primare. Ca urmare a simetriei axiale a pieselor cave de rotație, semifabricatul aferent are formă circulară, iar diametrul D al acestuia se determină pe baza egalității dintre aria piesei primare și aria semifabricatului, ținându-se seama de adaosul de tundere. În această ipoteză, diametrul D al semifabricatului se determină cu relația,

, (1.9)

unde A0 este aria adaosului pentru tundere;

Ap – aria piesei primare (fig.1.3).

Aria piesei se obține prin însumarea ariilor suprafețelor componente ale piesei primare, care se calculează cu relațiile prezentate în tabelul 2.1 [NEA 05]. Când grosimea semifabricatului are valori calculul ariilor se va realiza utilizând dimensiunile fibrei medii a piesei primare. În cazul semifabricatelor subțiri (g<1 mm), calculul ariilor se va realiza pentru oricare din suprafețele, interioară sau exterioară, ale piesei primare.

În cazul pieselor prevăzute cu raze de racordare având valori mici, diametrul D al semifabricatului se poate calcula, aproximativ, cu relațiile prezentate în tabelul 2.2 [NEA 05].

. (1.10)

D=

D= 224,65 mm

Croirea materialului. Calculul coeficientului de croire și de utilizare a materialului

Prin croirea materialului se înțelege stabilirea judicioasă a poziției relative a pieselor pe semifabricat, care poate fi bandă sau foaie de tablă.

În cazul decupării pieselor circulare, în majoritatea cazurilor, croirea benzilor se realizează în linie pe un rând (fig.1.4).

Valoarea puntițelor a și a1 se adoptă din tabelul 3.1.

a= 1,8 => a = 2mm a1= 1,2 =>

În anumite cazuri valorile din normative ale puntițelor trebuie corectate. Astfel, la decuparea pieselor circulare având diametrul D 50 mm și grosimea g 1 mm, puntița a1 se va majora de la 1,2 la 1,5 mm, iar puntițele laterale a se vor majora de la 1,8 la 2,0 mm.

a=2 mm a1=1,5 m

Lățimea benzii se determină cu relația:

. (1.11)

b= 224,65 + 4 = 228,65 mm

Coeficientul de croire a benzilor la decuparea pieselor circulare se determină cu relația,

% . (1.12)

Croirea tablelor în benzi se poate realiza longitudinal sau transversal (fig.1.5). Croirea longitudinală este de preferat, deoarece benzile au lungime mai mare și asigură o continuitate mai bună a procesului de lucru, reducându-se timpul auxiliar necesar introducerii și scoaterii benzii din ștanță.

Coeficientul de utilizare a materialului se determină cu relațiile:

– la croirea longitudinală (fig.1.5, a),

%;

·100=72,98% (1.13)

– la croirea transversală (fig.1.5, b),

%, (1.14)

unde n este numărul pieselor care se obțin dintr-o foaie de tablă;

Aef – aria efectivă a piesei finite;

L și B – lungimea, respectiv, lățimea foii de tablă;

l1 și b1 – lățimea fâșiilor de material care rămân la croirea longitudinală;

l2 și b2 – lățimea fâșiilor de material care rămân la croirea transversală.

Numărul total de piese n care se obțin dintr-o foaie de tablă se determină cu relația,

n = nb np, (1.15)

unde nb este numărul benzilor debitate dintr-o foaie de tablă;

np – numărul pieselor care se obțin dintr-o bandă.

Numărul benzilor debitate dintr-o foaie de tablă și numărul pieselor decupate dintr-o bandă se determină cu relațiile:

– la croirea longitudinală,

; (1.16)

nb= =>

; (1.17)

np= =>

n=4·8=32

– la croirea transversală,

; (1.18)

nb= =>

. (1.19)

np= =>

n=8·4=32

Aria efectivă a piesei finite, Aef se determină cu relația,

(1.20)

(1.21)

Aef =mm2

Lățimea deșeurilor care rămân după debitarea tablelor în benzi se determină cu relațiile:

– la croirea longitudinală,

l1 = L – [np (D + a1) + a1], (1.22)

l1=2000-mm

b1 = B – nb(D + 2a);

b1 =1000-4(224,65+2·2)=85,4mm (1.23)

– la croirea transversală,

l2 = L – nb (D + 2a) , (1.24)

l2 =2000-8(224,65+2,2)=170,8mm

b2 = B – [ np (D + a1) + a1]. (1.25)

b2 =1000-mm

Dacă fâșiile de material care rezultă în urma debitării tablelor în benzi au lățimea mai mare de 20 mm sunt considerate deșeuri recuperabile și se debitează la început din foaia de tablă. Atunci când fâșiile laterale au lățimea sub 20 mm, acestea se consideră deșeuri nerecuperabile și nu se mai debitează din foaia de tablă, iar valoarea lor în relațiile (1.14) și (1.15) se va adopta egală cu zero.

72,98%

72,92%

1.4. Stabilirea variantei procesului tehnologic de prelucrare a reperului IMC-2LF361-06

1.4.1 Stabilirea operațiilor necesare prelucrării reperului IMC-2LF361-06 și a succesiunii acestora

Operațiile necesare prelucrării unei piese din tablă se stabilesc în funcție de forma și dimensiunile acesteia, de precizia de execuție impusă și de tipul semifabricatului utilizat. În general, operațiile necesare prelucrării unei piese prin deformare plastică la rece se împart în patru categorii:

1. operații pregătitoare – se referă la pregătirea semifabricatelor (debitarea tablelor în benzi sau semifabricate individuale, planarea semifabricatelor, ungerea semifabricatelor etc.);

2. operații principale – operații de presare la rece prin care se realizează deformarea semifabricatului ;

3. operații intermediare – operații de tratament termic (recoacere interoperațională);

4. operații de finisare – debavurare, spălare, vopsire etc.

O atenție deosebită trebuie acordată stabilirii succesiuni în care se pot realiza aceste prelucrări. Între prelucrările de presare la rece necesare obținerii unei piese există anumite relații de ordine. Acestea pot fi de două tipuri:

– relații de ordine strictă – o anumită prelucrare nu poate fi realizată decât după o altă prelucrare;

– relații de echivalență – ordinea executării operațiilor este indiferentă.

Având în vedere aceste considerente, succesiunea operațiilor de presare la rece necesare prelucrării piesei date este următoarea:

– debitarea tablelor în benzi;

– decuparea semifabricatului din bandă;

– ambutisarea piesei primare din una sau mai multe operații . Când ambutisarea pieselor se realizează din două sau mai multe operații, acestea vor alterna cu operațiile de recoacere de recristalizare fazică. Recoacerea se aplică și după ultima ambutisare în vederea calibrării piesei;

– calibrarea piesei în scopul corectării formei geometrice a peretelui, micșorării razelor de racordare la valorile prescrise în desenul de execuție și planării flanșei piesei;

– tăierea marginilor (tunderea) piesei;

– perforare;

– răsfrângerea marginilor conturului interior;

– debavurare;

– spălare;

– control final;

– conservare.

1.4.2. Calculul numărului operațiilor de ambutisare. Determinarea formei și dimensiunilor pieselor intermediare

În cazul ambutisării pieselor cilindrice cu flanșă se analizează mai întâi posibilitatea prelucrării acestora dintr-o operație. În acest scop se verifică dacă este îndeplinită condiția,

, (1.26)

unde mg este coeficientul global de ambutisare pentru piesa dată;

m1 -valoarea minimă a coeficientului de ambutisare dintr-o operație a pieselor cilindrice cu flanșă. Valoarea acestui coeficient se adoptă din tabelul 4.3 în funcție de:

= = se adoptă m1=0,47

mg=

Dacă această condiție nu este îndeplinită, piesele se vor ambutisa din două sau mai multe operații. Din punct de vedere tehnologic, piesele cilindrice cu flanșă care se prelucrează din mai multe operații de ambutisare se împart în două categorii :

1. piese cu flanșă lată (fig.1.6) caracterizate prin aceea că piesele intermediare se obțin cu flanșă de la prima operație de ambutisare, situație care apare atunci când diametrul piesei la prima operație are valoarea d1<dfc;

2. piese înalte cu flanșă îngustă ( fig.1.7) caracterizate prin faptul că la prima sau primele operații, piesele intermediare sunt fără flanșă, iar flanșa se formează numai la a doua sau următoarele operații de ambutisare. În acest caz diametrul piesei obținut la prima operație are valoarea d1≥ dfc.

Fig.1.8 Schema de ambutisare a piesei

Numărul operațiilor de ambutisare se determină ca fiind cel mai mic număr natural pentru care este îndeplinită condiția,

(1.27)

unde mi reprezintă valorile minime ale coeficientului de ambutisare. Valorile acestui coeficient se adoptă din tabelul 4.1 [NEA 05] în funcție de:

=0,44

Se adoptă: m1= 0,54 m2= 0,77 m3=0,79

Se verifică condiția (1.39) astfel:

pentru n=2 → m1m2=0,54·0,77=0,41 (Nu)

pentru n=3 → 0,54·0,77·0,79=0,328 (Da)

Diametrul pieselor intermediare se calculează [1] cu relațiile:

d1 = km1D; (1.28)

d2= km2d1; (1.29)

d3=km3d2. (1.30) unde k este un coeficient pentru repartizare uniformă a gradului total de deformare la cele n operații,

. k= (1.31)

d1= 1,076·0,54·224,65=130,53mm d1=130mm

d2= 1,076·0,77·130,53=108,14mm d2=108mm

d3=1,076·0,79·108,14=91,92mm d3=92mm

Valorile diametrelor intermediare se rotunjesc la numere întregi, iar la ultima operație se adoptă egală cu diametrul piesei finite.

Razele de rotunjire ale sculelor matrițelor de ambutisare la prima operație se adoptă conform relațiilor:

. (1.32)

Se adoptă: rpl1= 6 rp1=4

Pentru a doua și următoarele operații, razele de racordare ale sculelor se micșorează treptat, astfel încât să fie îndeplinite condițiile:

; (1.33)

. (1.34)

Se adoptă: rpl2= 4 rp2

rpl3=3 rp3=2

Înălțimea a pieselor intermediare se determină pe baza egalității dintre aria semifabricatului și aria piesei care se obține la operația respectivă, utilizând următoarea relație generală:

. (1.35)

h1=+ (1.36)

==69,69mm

h2=

h3= mm

1.4.3 Alegerea variantei tehnologice de prelucrare a reperului IMC-2LF361-06 și întocmirea filmului operațiilor

Procesul tehnologic de prelucrare a reperului dat se va proiecta în două variante, pentru care se va întocmi filmul operațiilor. În varianta I, procesul tehnologic va fi elaborat pe principiul asocierii operațiilor simple de presare la rece în operații combinate, iar în varianta a II-a piesa se prelucrează prin operații simple de presare la rece. Alegerea celei mai avantajoase dintre ele se va realiza în urma calculului costului unei piese pentru fiecare variantă în parte.

1.5 Stabilirea schemelor de principiu ale dispozitivelor de presare la rece utilizate la prelucrarea piesei în varianta tehnologică adoptată

Operația 5. Decupare și ambutisare I

În figura 1.8 se prezintă secțiunea axială în plan vertical A-A a unui dispozitiv combinat de decupare și ambutisare a pieselor cilindrice.

Dispozitivul se compune din cele două subansambluri, unul inferior, fix SF și unul superior, mobil SM. Poziția relativă corectă a celor două subansambluri se asigură prin sistemul de ghidare alcătuit din coloanele 19 și 20, asamblate presat în placa de bază 1 și bucșele de ghidare 23 și 24, asamblate presat în placa superioară 15. Bucșele de ghidare formează un ajustaj alunecător cu coloanele de ghidare. Coloanele de ghidare sunt asigurate împotriva ridicării, în timpul funcționării dispozitivului, prin intermediul inelelor de siguranță 29 și 30. Una dintre coloanele de ghidare are diametrul diferit față de cealaltă (de obicei cu 1 sau 2 mm ) pentru a preveni montarea subansamblului mobil rotit cu 1800 față de poziția corectă.

Pastilele de pâslă 21 au rolul de a înmagazina lubrifiantul necesar ungerii sistemului de ghidare. Acesta se scurge treptat printr-un orificiu care străpunge diametral coloanele de ghidare și ajunge în zona de contact cu bucșele de ghidare.

Canalele circulare executate la partea superioară a coloanelor de ghidare au rolul de a reține lubrifiantul, împiedicând scurgerea rapidă a acestuia din zona de ghidare. Totodată, aici se depozitează și impuritățile care pătrund în zona de ghidare, prevenindu-se astfel uzura elementelor de ghidare.

Prin canalul C, practicat în placa superioară se completează, din când în când, cu ajutorul unei pompe de mână, rezerva de lubrifiant din pastilele de pâslă. De asemenea, prin canalul C este eliminat aerul din alezajul bucșelor de ghidare pentru a preveni formarea unei “perne de aer” în timpul funcționării presei.

Semifabricatul S, sub formă de bandă, se introduce în dispozitiv peste placa activă de decupare 7, fiind ghidat prin intermediul plăcii 9, prevăzută în acest scop cu un canal G. Degajarea D executată în placa 9 are rolul de a ghida banda pentru a fi introdusă cu ușurință în canalul G.

Limitare avansului benzii se realizează prin intermediul opritorului fix 8, asamblat presat în placa activă de decupare.

La coborârea culisorului presei se realizează, în prima fază, decuparea semifabricatului din bandă între placa activă 7 și scula combinată 11, care în acest caz are rol de poanson de decupare. În continuarea cursei active a culisorului se realizează ambutisarea piesei între scula combinată 11, care are rol de placă activă și poansonul 3.

Inelul de reținere 6, acționat prin intermediul tijelor 4 de la perna pneumatică a presei sau de la un sistem elastic cu arcuri, presează semifabricatul pe suprafața frontală a plăcii active de ambutisare pentru a împiedica ondularea acestuia în procesul de deformare.

La cursa de retragere a culisorului presei, inelul de reținere elimină piesa de pe poansonul de ambutisare. Totodată, banda din care a fost decupat semifabricatul este eliminată de pe scula combinată 11, fiind reținută de placa 9. Către sfârșitul cursei culisorului, piesa este eliminată din alezajul sculei combinate prin intermediul eliminatorului 10 acționat prin tija centrală 17 de la traversa mobilă a piesei (nefigurată). După eliminare, piesa cade în locașul din bandă de unde a fost decupat semifabricatul. Operatorul trage de bandă spre înapoi, antrenează piesa și o deplasează prin canalul E al plăcii 9 până când aceasta cade pe un jgheab colector, care le conduce în lada pentru piese.

Bucșele (25; 26) și ( 27; 28) asamblate pe coloanele de ghidare au un dublu rol:

– reglarea poziției culisorului la punctul mort inferior. Poziția corectă a culisorului se obține atunci când între aceste bucșe și bucșele de ghidare există o distanță, a = 2…4 mm ;

– suspendarea subansamblului mobil în timpul transportului și depozitării dispozitivului în magazie. În acest scop bucșele superioare 25 și 26 se vor roti cu 1800 față de cele inferioare 27 și 28 suspendând subansamblul mobil la o anumită înălțime, astfel încât între acesta și subansamblul inferior să rămână o distanță de minim 2…3 mm.

Scula combinată 11 este asamblată pe placa superioară 15 prin intermediul plăcii portsculă 13, care se fixează prin șuruburile 12 și se centrează cu știfturile 22. Placa de sprijin 14 are rolul de a preveni imprimarea sculei combinate în materialul plăcii superioare, care este confecționată din metal moale (fontă ,oțel turnat sau oțel laminat).

Operația 10. Ambutisare II

Matrița prezentată în figura 1.9 este utilizată pentru a doua și următoarele operații de ambutisare a pieselor cilindrice fără flanșă și a pieselor cilindrice cu flanșă îngustă.

Piesa de prelucrat se poziționează în matriță prin intermediul inelului de reținere 6. La coborârea culisorului presei se realizează ambutisarea piesei între placa activă 9 și poansonul 5. Reținerea semifabricatului în procesul de deformare se realizează cu ajutorul inelului de reținere 6, acționat prin tijele 26 de la perna pneumatică a presei.

În practică, s-a constatat că deformarea semifabricatului se realizează în condiții mai bune, prevenindu-se ruperea materialului în timpul ambutisării, dacă între placa activă și inelul de reținere există un joc j1 = (1,05…1,08)g. Acest joc se asigură prin intermediul unor distanțiere 7, asamblate presat în flanșa inelului de reținere.

La ridicarea culisorului presei inelul de reținere elimină piesa de pe poanson. Aceasta rămâne în continuare blocată în alezajul plăcii active, de unde este eliminată, spre sfârșitul cursei de ridicare a culisorului, de către eliminatorul 8, acționat prin tija centrală 14 de la sistemul de eliminare al presei.

Operația 20. Calibrare

Calibrarea pieselor cilindrice cu flanșă se realizează cu matrițe a căror construcție este prezentată în figura1.10.

Piesa pentru calibrat se așează în matriță pe suprafața frontală a eliminatorului 6 și se centrează în alezajul plăcii active 7. La cursa activă a culisorului presei, poansonul 9 pătrunde în alezajul piesei pe care o deplasează, împreună cu eliminatorul 6, prin orificiul plăcii active 7, fază în care se calibrează peretele cilindric al acesteia. Planarea flanșei și calibrarea razelor de racordare se realizează la sfârșitul cursei active când se produce contactul între eliminatorul 6 și placa de bază 1, respectiv între placa de eliminare 8 și placa portpoanson 10.

La cursa de retragere a culisorului presei, în prima fază se realizează eliminarea piesei din alezajul plăcii active cu ajutorul eliminatorului 6, acționat prin tija centrală 5 de la perna pneumatică a presei. Spre sfârșitul cursei de retragere a culisorului piesa este scoasă de pe poansonul 9, prin intermediul plăcii 8 acționată prin șuruburile speciale 11, plăcuța 12 și tija centrală 14 de la sistemul de eliminare al presei. Șuruburile speciale 11 limitează cursa plăcii 8 după eliminarea piesei de pe poanson.

Operația 25. Tundere și perforare

Ștanța prezentată în figura 1.11 realizează într-o operație combinată simultană tunderea flanșei și perforarea unei găuri in zona centrală a piesei.

Piesa se așează și se centrează în ștanță prin intermediul sculei combinate 4. Tăierea marginilor flanșei se realizează între placa activă 6 și scula combinată 4, care are rol de poanson, iar perforarea între poansonul 7 și scula combinată 4, având rol de placă activă.

După ștanțare, piesa rămâne blocată atât în alezajul plăcii active, cât și pe poansonul de perforare, de unde este eliminată, în ultima parte a cursei de ridicare a culisorului, prin intermediul eliminatorului 5, acționat prin tijele 23, plăcuța 16 și tija centrală 14 de la traversa mobilă a presei.

Deșeul de formă inelară, rezultat în urma tăierii marginii flanșei, rămâne blocat pe scula combinată 4. De aici este îndepărtat prin cădere liberă, după ce este tăiat în 2 sau 3 segmente de către cuțitele de deșeu 3. La începutul procesului de lucru, deșeul rezultat de la prima piesă nu va fi tăiat în segmente, pentru a nu se deteriora muchia tăietoare a cuțitelor de deșeu. Secționarea acestuia se va realiza numai după prelucrarea celei de-a doua sau a treia piesă.

Tijele 26, sub acțiunea arcurilor 31, ridică piesa prelucrată câțiva milimetrii peste scula combinată 4, pentru a fi prinsă cu penseta de către operator și îndepărtată din zona de lucru a ștanței.

Deșeurile rezultate în urma operației de perforare sunt eliminate din ștanță prin cădere liberă, fiind colectate într-o ladă amplasată sub masa presei.

Ștanța combinată pentru tundere și perforare prezentată in figura 5.14 este utilizată pentru tăierea marginilor flanșei, perforarea unei găuri în zona centrală a piesei și perforarea mai multor găuri în flanșa acesteia. Constructiv, ștanța este similară cu cea din figura 5.13, cu deosebirea că aceasta este prevăzută suplimentar cu poansoanele 26 pentru perforare, iar scula combinată 7 are rol și de placă tăietoare pentru perforarea găurilor din flanșa piesei.

Poziția relativă corectă a poansoanelor de perforare 26 în raport cu alezajele din placa activă 7 se asigură, la asamblarea ștanței, prin intermediul știfturilor 25.

În acest caz, deșeurile rezultate în urma operațiilor de perforare sunt colectate într-un canal comun, practicat în placa de bază 1, de unde operatorul, cu ajutorul unei tije, le împinge în partea din spate a presei.

Operația 30. Răsfrângerea marginilor conturului exterior și a conturului interior

Matrița prezentată în figura 1.12 este utilizată pentru prelucrarea simultană a unei borduri la marginea flanșei piesei și a unui bosaj în zona centrală a acesteia.

Piesa de prelucrat se centrează în matriță prin intermediul sculei combinate 8, care are rol de poanson pentru operația de răsfrângere a marginilor conturului exterior și de placă activă pentru răsfrângerea marginilor conturului interior. La coborârea culisorului presei, simultan se realizează prelucrarea bordurii între placa activă 10 și scula combinată 8 și a bosajului, între poansonul 11 și aceeași sculă combinată .

La cursa de ridicare a culisorului presei, piesa este mai întâi eliminată de pe scula combinată 8 prin intermediul plăcii 7 și a eliminatorului 6, acționate simultan prin tijele 32 și, respectiv, 5 de la perna pneumatică a presei. După aceea, în ultima parte a cursei de ridicare a culisorului presei, piesa este eliminată din subansamblul mobil de eliminatorul 9, acționat prin tijele 16, plăcuța 19 și tija centrală 20 de la traversa mobilă a presei.

Răsfrângerea marginilor conturului exterior

Matrița prezentată în figura 1.13 este utilizată pentru realizarea unei borduri la marginea flanșei pieselor obținute prin ambutisare.

Piesa se așează pe suprafața frontală a poansonului 5 și se centrează prin intermediul cepului 7. Răsfrângerea marginilor flanșei piesei se realizează între placa activă 9 și poansonul 5.

După prelucrare, piesa este eliminată de pe poanson, la cursa de ridicare a culisorului, prin intermediul plăcii 6, acționată prin tijele speciale 28 de la perna pneumatică a presei. În ultima parte a cursei de ridicare a culisorului, piesa este eliminată din alezajul plăcii active de către eliminatorul 8, acționat prin tija centrală 15 de la traversa mobilă a presei.

Răsfrângerea marginilor conturului interior

Matrițele pentru răsfrângerea marginilor conturului interior (fig.1.14) sunt utilizate pentru formarea unor bosaje cu înălțime relativă mică în jurul marginilor unor găuri realizate, în prealabil, prin perforare.

Piesa de prelucrat se așează pe placa de eliminare 6 și se centrează prin intermediul cepului 7. Răsfrângerea marginilor se realizează la coborârea culisorului presei între placa activă 9 și poansonul 5.

La cursa de ridicare a culisorului, placa 6, acționată prin tijele 26 de la perna pneumatică a presei, scoate piesa de pe poanson, care rămâne în continuare blocată în alezajul plăcii active. De aici este eliminată, în ultima parte a cursei de ridicare a culisorului, prin intermediul eliminatorului 8, acționat prin tija centrală 14 de la traversa mobilă a presei.

1.6 Calculul forțelor de presare și al forțelor de eliminare a piesei și deșeului din dispozitiv

Forțele de presare și forțele de eliminare a piesei și deșeului trebuie cunoscute pentru alegerea preselor necesare acționării dispozitivelor de presare la rece și pentru calculul organologic al acestora.

Calculul forțelor la operația de decupare:

Forța de decupare se determină cu relația,

(1.37)

unde p este perimetrul piesei decupate;

g – grosimea semifabricatului, în mm;

τr’ – rezistența reală la forfecare a materialului semifabricatului care este aproximativ egală cu rezistența convențională la rupere σr (τr’= σr), în N/mm2 (v.tab.3.2) [NEA 05].

Perimetrul piesei decupate se determină cu relația,

; (1.38)

unde D este diametrul semifabricatului, în mm.

p=

τr’= 340

Fd=705,4·1·340=239836,3 N Fd=239,8kN

Forțele de eliminare (de scoatere) a deșeului de pe poanson, Qsd, și de împingere a piesei prin alezajul plăcii active, Qid, se determină cu ajutorul relațiilor:

; (1.39)

. (1.40)

Valorile coeficientului ksd sunt prezentate în tabelul 6.1 [NEA 05].

Coeficientul kid , la împingerea piesei prin alezajul plăcii tăietoare în sensul cursei active a poansonului, are următoarele valori:

kid = 0,05…0,10; Se adoptă: kid = 0,07 ; ksd = 0,07

Qsd=0,07·239,8=16,7 kN

Qid=0,07·239,8=16,7 kN

Calculul forțelor la operațiile de ambutisare:

La prima operație de ambutisare a pieselor cave de rotație forța de presare se determină cu relația,

(1.41)

unde k1 este un coeficient care depinde de valoarea efectivă m1 a coeficientului de ambutisare și are valorile conform tabelului 6.3 [NEA 05];

d1 – diametrul piesei obținut la prima operație de ambutisare, în mm;

g – grosimea semifabricatului, în mm;

σr – rezistența la rupere a materialului semifabricatului (v.tab.3.2) [NEA 05], în N/mm2.

m1=d1/D= 130/224,65=0,57 k1=0,93

Fa1=0,93·3,14·130·1·340=129072,8 N Fa1=129 kN

Forța de reținere a semifabricatului la prima operație de ambutisare se determină cu relația,

(1.42)

unde D este diametrul semifabricatului;

d1 – diametrul piesei obținut la prima operație de ambutisare, în mm;

– raza de rotunjire a plăcii de ambutisare, în mm;

q – presiunea necesară la reținerea semifabricatului (tab. 6.4), în N/mm2.

q=2,8

Q1= Q1=66,6 kN

La a doua și următoarele operații de ambutisare forța de presare se va determina cu relația,

(1.43)

iar forța necesară pentru reținerea semifabricatului se va determina cu relația,

. (1.44)

Valorile coeficientului ki se adoptă din tabelul 6.3 [NEA 05], iar cele ale presiunii q din tabelul 6.4.

m2=d2/d1=108/130=0,83 k2=0,8

Fa2=0,8· Fa2=92,2 kN

Q2= Q2=11,5 kN

m3=d3/d2 =92/108=0,85 k3=0,8

Fa3=0,8· N Fa3=78,57 kN

Q3=0,78( Q3=6,9 kN

Calculul forțelor la operația de calibrare:

În literatura de specialitate nu sunt prezentate relații pentru calculul forțelor de presare și de eliminare a piesei din matriță la operația de calibrare a pieselor ambutisate.

Pentru calculul forței de presare se poate utiliza relația generală,

(1.45)

unde A este aria suprafeței piesei de calibrat proiectată în plan perpendicular pe direcția de deplasare a culisorului,

;

q – presiunea necesară la calibrare, în N/mm2. Pentru piesele confecționate din tablă de oțel moale cu grosimea g 3mm, valoarea acesteia se adoptă,

q=15…25 N/mm2. Se adopta: q=20 N/ (1.46)

A=

Fc=12462,6·20=249252 N Fc=249,2 kN

Calculul forțelor la operația de tăiere a marginilor (tundere):

Tunderea pieselor cu flanșă cu ajutorul ștanțelor acționate de prese este o operație similară cu decuparea pieselor din bandă. În consecința, forțele de presare și de eliminare a piesei și deșeului din ștanță se vor determina cu relațiile utilizate la decupare:

(1.47)

unde p este perimetrul flanșei obținute la tundere, în mm;

(1.48)
p=

Ft=376,8·1·340=128112 N Ft=128,1 kN

(1.49)

Qst=0,07·128,1=8,9

(1.50)

Qit=0,07·128,1=8,9

kst , kit – coeficienți având aceleași valori ca la operația de decupare.

Calculul forțelor la operația de perforare:

Forța necesară la operația de perforare se calculează cu relația,

Fp = pg τ’r, (1.51)

unde p este perimetrul găurii perforate;

g – grosimea semifabricatului, în mm;

τr’ – rezistența reală la forfecare a materialului semifabricatului.

. (1.52)

p=

Fp=92,01·1·340=31283,4 N Fp=31,2 kN

Forțele de eliminare (de scoatere) a piesei de pe poanson, Qsp și de împingere a deșeului prin alezajul plăcii active, Qip se determină cu ajutorul relațiilor:

Qsp = kspFp; (1.53)

ksp=0,11

Qsp=0,11·31,28=3,44

Qip = kipFp. (1.54)

kip=0,07

Qip=0,07·31,28=2,18

Valorile coeficientul ksp sunt conform tabelului 6.2, iar cele ale coeficientului kip se vor adopta ca și în cazul decupării.

Calculul forțelor la operația de răsfrângere a marginilor conturului interior:

Forța de presare necesară la operația de răsfrângere a marginilor conturului interior se determină cu relația,

(1.56)

unde k1 este un coeficient a cărui valoare depinde de duritatea materialului (tab.6.5);

k2 – coeficient care ține seama de influența formei părții active a poansonului (tab.6.6);

d – diametrul bosajului, în mm;

d0 – diametrul găurii înainte de răsfrângere, în mm;

g – grosimea semifabricatului, în mm;

r – rezistența la rupere a materialului semifabricatului.

Fri=1,1·1,1·3,14(40-29,29)·1·340=13835,1 N Fri=13,8 kN

1.7 Alegerea preselor pentru acționarea dispozitivelor de presare la rece

Proiectarea dispozitivelor de presare la rece se realizează în strânsă concordanță cu presele care vor fi utilizate pentru acționarea acestora. Alegerea presei trebuie astfel făcută încât să fie îndeplinite următoarele condiții:

– forța nominală a presei să fie mai mare decât forța maximă necesară acționării dispozitivului de presare la rece;

– puterea presei să fie suficientă pentru realizarea lucrului mecanic necesar deformării semifabricatului;

– domeniul de reglare a cursei culisorului să includă valoarea cursei necesare a subansamblului mobil al dispozitivului de presare la rece;

– distanța minimă dintre masă și culisorul presei (aflat la punctul mort inferior) să fie mai mare sau cel puțin egală cu înălțimea dispozitivului de presare la rece în poziție închisă;

– dimensiunile mesei și ale culisorului presei să fie suficient de mari încât să fie posibilă fixarea cu bride sau șuruburi a dispozitivului de presare la rece;

– exploatarea utilajului sa se poată efectua în conformitate cu normele de protecția muncii.

În faza preliminară, alegerea presei necesară acționării unui dispozitiv de presare la rece se face astfel încât să fie îndeplinite condițiile:

1) (1.57)

unde Fn este forța nominală a presei, în kN;

Fmax – forța maximă necesară acționării dispozitivului de presare la rece, în kN;

F – forța de presare la rece necesară deformării semifabricatului, în kN;

Q – forța necesară comprimării diferitelor elemente elastice utilizate pentru reținerea semifabricatului, eliminării piesei și deșeului din dispozitiv etc, în kN;

2) (1.66)

unde hd este valoarea minimă a cursei subansamblului mobil al dispozitivului de presare la rece, în mm;

hmin, hmax – domeniul de reglare a cursei culisorului presei, în mm;

Ulterior, în timpul proiectării dispozitivului de presare la rece, dacă se constată că dimensiunile de gabarit ale acestuia depășesc limitele presei se va recurge la realegerea acesteia, astfel încât să fie îndeplinite toate condițiile precizate mai sus.

În practică, pentru acționarea dispozitivelor de presare la rece sunt utilizate, în majoritatea cazurilor, două tipuri de prese:

1.prese mecanice (fig.1.15,a);

2.prese hidraulice (fig.1.15,b).

Presele mecanice dezvoltă curse h relativ mici ale culisorului, iar forța disponibilă F și viteza v de deplasare ale acestuia sunt variabile în funcție de unghiul α al manivelei. Presele hidraulice sunt caracterizate prin curse mari ale culisorului și valori constante ale forței disponibile și ale vitezei de deplasare ale acestuia.

Presele mecanice sunt recomandate pentru acționarea dispozitivelor combinate de decupare și ambutisare, a matrițelor de calibrare, a ștanțelor de tundere și perforare și a matrițelor de răsfrângere a marginilor. Presele hidraulice sunt utilizate, în special, pentru acționarea matițelor de ambutisare.

Decupare și ambutisare I

Forța maximă Fmax se determină pentru fiecare dispozitiv de presare la rece în parte, în funcție de forțele care se dezvoltă în procesul de prelucrare a piesei. În acest caz, în prima fază a procesului de prelucrare (fig.1.16,a) [NEA 05] se realizează decuparea semifabricatului din bandă. Forța FI necesară pentru acționarea dispozitivului în această fază are următoarele componente:

(1.58)

unde Fd este forța de decupare;

Q1 – forța de reținere a semifabricatului la prima ambutisare;

Qsd – forța de scoatere a deșeului de pe poanson la decupare;

Qid – forța de împingere a piesei prin alezajul plăcii active la decupare.

FI=239,8+66,60+16,7+16,7=339,8 N

În faza a doua a prelucrării (fig.1.16,b) [NEA 05] se realizează ambutisarea piesei, iar forța necesară acționării dispozitivului se va determina cu relația,

(1.59)

unde este forța de ambutisare la prima operație.

=129+66,60+16,7=212,3

Forța maximă, Fmax pe baza căreia se determină forța nominală Fn a presei va fi dată de relația,

(1.60)

Fmax=FI=339,8

În cazul preselor mecanice, forța disponibilă F a culisorului este mai mare decât forța nominală Fn numai spre sfârșitul cursei active (fig.1.17) [NEA 05], când unghiul manivelei are valoarea, α≤300. În aceste condiții, forța nominală a presei poate fi utilizată integral numai pentru dispozitivele de presare la rece la care deformarea semifabricatului se realizează la sfârșitul cursei de lucru: ștanțele de tundere și perforare, matrițele de calibrare și cele de răsfrângere a marginilor.

Pentru dispozitivele de presare la rece la care forța maximă se dezvoltă la unghiuri ale manivelei, α>300 (de ex. decupare și ambutisare), forța nominală a presei se va determina cu relațiile:

– pentru operații de ambutisare de mică adâncime,

(1.61)

– pentru operații de ambutisare adâncă,

(1.62)

Fn≥

Valoarea hd a cursei subansamblului mobil se determină pentru fiecare dispozitiv în parte cu relația generală,

(1.63)

unde ha este cursa activă a sculei (sculelor) mobile necesară pentru deformarea semifabricatului;

hr – cursa de ridicare a sculei (sculelor) mobile în vederea eliminării piesei din dispozitiv.

Pentru dispozitivul combinat de decupare și ambutisare, cursa subansamblului mobil se determină cu relația:

, (1.64)

unde h1 este înălțimea piesei obținută la prima ambutisare;

a – distanța cu care scula mobilă trebuie ridicată deasupra piesei pentru a asigura eliminarea acesteia fără dificultăți din zona de lucru a dispozitivului (a=10…12mm).

hd=2·70,79+11=152,58

Se alege presa mecanică tip PYE 63 cu următoarele caracteristici:

forța nominală, Fn=630

domeniul de reglare a cursei culisorului, h=500

dimensiunile mesei, A1xB1=630×500 mm

H=630 mm

Ambutisare II

Fmax=Fa2+Q2 (1.65)

Fmax=92,24+11,51=103,75

Fn≥Fmax=103,75

hd=2h2+a (1.66)

hd= 2·83,07+11=177,14

Se alege presa hidraulică tip PYE25S cu următoarele caracteristici:

forța nominală, Fn=250

viteza maximă:

– la cursa de lucru, vl=100

– la cursa de gol, vg=320

domeniul de reglare al cursei culisorului, h=0..500

dimensiunile mesei, A1xB1=

locașul pentru cep, dxl=

Ambutisare III

Fmax=Fa3+Q3 (1.67)

Fmax=73,57+6,9=85,47

Fn≥Fmax=85,47

hd=2h3+a (1.68)

hd=2·96,13+11=203,26

Se alege presa hidraulică tip PYE10S cu următoarele caracteristici:

forța nominală, Fn=100

viteza maximă:

– la cursa de lucru, vl=100

– la cursa de gol, vg=400

domeniul de reglare al cursei culisorului, h=0..500

dimensiunile mesei, A1xB1=400×400

locașul pentru cep, dxl=32

Calibrare

Fmax=Fc (1.69)

Fmax=249,2

Fn≥Fmax=249,2

hd=2h+a (1.70)

hd=2·94+11=199

Se alege presa mecanică tip PYE25S cu următoarele caracteristici:

forța nominală, Fn=250

viteza maximă:

– la cursa de lucru, vl=100

– la cursa de gol, vg=320

domeniul de reglare a cursei culisorului, h=0-500

dimensiunile mesei, A1xB1=

locașul pentru cep, dxl=

Tundere și perforare

; (1.71)

128,1+8,9+8,9+32+2,24+3,52=183,66

=183,66

; (1.72)

; a1=2

hd=2·94+11+2=201

Se alege presa mecanică tip PYE25S cu următoarele caracteristici:

forța nominală, Fn=250

viteza maximă:

– la cursa de lucru, vl=100

– la cursa de gol, vg=320

domeniul de reglare a cursei culisorului, h=0-500

dimensiunile mesei, A1xB1=

locașul pentru cep, dxl=

Răsfrângerea marginilor conturului interior

; (1.73)

13,83

=13,83

hd=h+hi+a+a2; (1.74)

a2=5…6mm; a2=5mm

hd=2·94+7+11+5=211

Se alege presa hidraulică tip PYE10S cu următoarele caracteristici:

forța nominală, Fn=100

viteza maximă:

– la cursa de lucru, vl=100

– la cursa de gol, vg=400

domeniul de reglare al cursei culisorului, h=0..500

dimensiunile mesei, A1xB1=400×400

locașul pentru cep, dxl=32

2. PROIECTAREA DISPOZITIVULUI COMBINAT DE DECUPARE ȘI AMBUTISARE

2.1 Determinarea centrului de presiune al dispozitivului

Centrul de presiune al unui dispozitiv de presare la rece reprezintă punctul de aplicație al rezultantei forțelor de presare. Pentru a asigura funcționarea în bune condiții a dispozitivului de presare este necesar ca axa geometrică a cepului de fixare în culisorul presei să coincidă cu centrul de presiune.

Ca urmare a simetriei axiale a pieselor cave de rotație, centrul de presiune al dispozitivului este amplasat pe axa de simetrie a acestora.

2.2 Determinarea jocului dintre sculele dispozitivului

Valoarea jocului dintre sculele ștanțelor de decupare depinde de grosimea și proprietățile mecanice ale materialului și se determină cu relația,

(2.1)

unde k1 și k2 sunt coeficienți a căror valoare depinde de duritatea materialului semifabricatului (tab.12.1);

g – grosimea semifabricatului. g=1

k1=0,008 k2=0,040 j=0,048

Jocul dintre sculele matrițelor de ambutisare se determină cu relația,

(2.2)

unde k este un coeficient care depinde de numărul operațiilor de ambutisare necesare prelucrării piesei și are valorile:

k=1 – pentru piesele care se ambutisează dintr-o operație și pentru ultima operație în cazul pieselor care se prelucrează din mai multe operații;

k= 1,1…1,3 – pentru primele n-1 operații în cazul pieselor care se prelucrează din mai multe operații;

gmax – grosimea maximă a peretelui piesei care se cu relația,

(2.3)

unde g este grosimea semifabricatului.

m1=d1/D= gmax=1 k=1,1

j=1,1·1,32=1,45

2.3 Calculul dimensiunilor părților active ale sculelor dispozitivului

Determinarea dimensiunilor părților active ale sculelor ștanțelor de decupare-perforare se face în ipoteza că dimensiunile pieselor decupate coincid cu cele ale plăcii active, iar dimensiunile pieselor perforate coincid cu cele ale poansonului, dacă se neglijează deformațiile elastice ale materialului.[NEA 05]

Deoarece în timpul funcționării ștanței sculele se uzează ( placa activă își mărește dimensiunile, iar poansonul și le micșorează), dimensiunea nominală a plăcii active la decupare se va adopta egală cu dimensiunea minimă a piesei de prelucrat, iar la perforare dimensiunea nominală a poansonului se va adopta egală cu dimensiunea maximă a piesei.[NEA 05]

De asemenea, la stabilirea dimensiunilor părților active ale sculelor ștanțelor de decupare-perforare trebuie ținută seama și de modul de prelucrare a acestora pentru a obține la execuția ștanței valoarea jocului minim dintre placa activă și poanson, în scopul asigurării unei calități superioare pieselor prelucrate și măririi durabilității ștanței.[NEA 05]

În acest scop, pentru proiectarea și prelucrarea sculelor ștanței se va utiliza metoda ajustării. Prin această metodă (fig.2.1), la proiectare se cotează complet numai placa activă, iar pentru poanson se indică doar dimensiunea nominală. La execuția ștanței, se prelucrează mai întâi placa activă, iar poansonul se ajustează în funcție de dimensiunea efectivă a acesteia astfel încât să se obțină valoarea jocului minim, j.[NEA 05]

Diametrul părții active a plăcii tăietoare se determină cu relația:

; (2.4)

unde Dpl este dimensiunea nominală a plăcii active;

Dmin; Dn – dimensiunile minimă, respectiv, nominală ale piesei decupate;

Ai – abaterea inferioară a câmpului de toleranță pentru piesele de prelucrat (STAS 11111, tab. 13.1) [NEA 05];

Tpl – abaterea superioară a câmpului de toleranță indicat pentru prelucrarea plăcii active (H7), (anexa 13).

Dn=D=224,65 mm Ai= 0,1 Tpl=+0,046

Dpl dp=Dn=224,65

Diametrul părților active ale sculelor matrițelor de ambutisare se determină având în vedere faptul că în timpul funcționării matriței se uzează numai placa activă, dimensiunea poansonului rămânând neschimbată.

Atunci când dimensiunea principală a piesei este cea interioară (fig.2.2) [NEA 05], se vor utiliza relațiile,

, (2.5)

. (2.6)

Fig. 2.1 Fig. 2.2

Abaterile limită la dimensiunile pieselor obținute prin ambutisare, dacă nu sunt indicate pe desenul de execuție, se adoptă conform STAS 11111 (tab.13.2), iar toleranțele de execuție ale sculelor matrițelor de ambutisare, Tpl și Tp, se adoptă conform tabelului 13.3 [NEA 05].

Ai=-1,4 Tpl=0,10 Tp=0,070

dp=

Dpl=

2.4 Calculul organologic al dispozitivului

Calculul de verificare al sculei combinate (poanson de decupare-placă activă de ambutisare)

In timpul cursei active a culisorului, scula combinată (fig. 2.3) [NEA 05] este solicitat la compresiune de forța Fc ,

Fc = F+Q=FI=339,8·1000=339800 N (2.7)

unde F este forța de presare necesară pentru deformarea semifabricatului, în N;

Q – forța necesară pentru comprimarea diferitelor elemente elastice utilizate la reținerea semifabricatului, eliminarea piesei sau deșeului etc, în N.

Urmare a acestei stări de solicitare este necesară verificarea poansonului la compresiune și flambaj.

Verificarea la compresiune se realizează cu relația,

, (2.8)

unde Amin este aria secțiunii transversale minime a poansonului, în mm2;

σac – rezistența admisibilă la compresiune a materialului poansonului (pentru oțel carbon de scule OSC 8, OSC 10 și oțel aliat 205Cr155, σac=1.000…1.600 N/mm2);

Aria secțiunii transversale minime a poansonului se determină cu relația:

(2.9)

Amin=( mm2

unde și reprezintă diametrul exterior și, respectiv, diametrul interior al sculei combinate.

dp1=D=224,65 mm dp2=Dpl+6…8=138 mm Amin=24746,102 mm2

σc=13,86

Verificarea la flambaj se poate realiza pe baza lungimii maxime a poansonului, lmax, pentru care nu se produce flambarea acestuia :

– pentru poanson ghidat

, (2.10)

– pentru poanson fără ghidare

(2.11)

unde E este modulul de elasticitate longitudinal ( pentru oțel, E=2,1∙105 N/mm2);

Imin – momentul de inerție minim al secțiunii transversale a poansonului, care se determină cu relația:

. (2.12)

Imin=

caf – coeficientul admisibil de siguranță la flambaj are valorile, caf=4…5.

lmax=

Plăcile de bază și de cap se verifică la strivire, pentru a preveni imprimarea capului poansonului în materialul acestora, folosind relația:

, (2.13)

unde d2 este diametrul gulerului poansonului;

σas – rezistența admisibilă la strivire a materialului plăcii de bază sau de cap:

– pentru plăci din fontă, σas=80…90 N/mm2;

– pentru plăci din oțel, σas=120…180 N/mm2.

d2=D+8mm=224,65+8=232,65 mm

σs=

Dacă nu sunt îndeplinite aceste condițiile este necesară utilizarea plăcilor de sprijin poz.3.

La revenirea culisorului în poziția superioară are loc eliminarea piesei sau deșeului de pe poanson, acesta fiind solicitat la tracțiune de forța Qs. În acest caz sunt necesare verificările la tracțiune a poansonului și la forfecare a gulerului acestuia.

Având în vedere că la piesele confecționate din oțel rezistența admisibilă la tracțiune și compresiune au aproximativ aceeași valoare și că forța Qs este întotdeauna mult mai mică decât forța Fc, verificarea la tracțiune a poansonului, practic, nu mai este necesară.

În ipoteza că forța Qs este preluată integral de gulerul poansonului (se neglijează forța de frecare dintre poansonul 1 și placa portpoanson 2), verificarea la forfecare a acestuia se realizează cu relația,

, (2.14)

unde d1 este diametrul părții de fixare a poansonului în placa portpoanson, în mm (d1=D+1..2mm);

h1 – grosimea gulerului poansonului, în mm;

τaf – rezistența admisibilă la forfecare a materialului poansonului (pentru oțel carbon de scule și oțel aliat de scule, τaf=250…400 N/mm2).

Calculul de verificare al plăcii active de decupare

Plăcile tăietoare ale ștanțelor (fig.2.4) sunt solicitate la încovoiere de forța de ștanțare F, care se consideră uniform distribuită pe conturul de ștanțat (q). În cazul plăcilor active monobloc care se reazemă simplu pe placa suport, iar alezajele celor două plăci au formă circulară, verificarea la încovoiere se realizează cu relația,

, (2.15)

unde Fd este forța de decupare, în N;

Hpl – grosimea plăcii active, în mm;

Dpl – diametrul părții active a plăcii tăietoare, în mm;

D1 – diametrul alezajului plăcii suport, în mm;

σai – rezistența admisibilă la încovoiere a materialului plăcii active (pentru plăci active confecționate din oțel carbon de scule sau din oțel aliat de scule, σai=300…500 N/mm2).

σi=

Verificarea plăcilor active la încovoiere se poate realiza prin compararea grosimii acestora adoptate din normative cu valoarea minimă care rezultă din relația (2.16):

. (2.16)

σai=400N/mm2

Hplmin=

Experimental s-a constatat că forța de ștanțare F se distribuie uniform pe muchia plăcii tăietoare pe o suprafață inelară având lățimea egală cu aproximativ 0,5 g (g fiind grosimea semifabricatului). În consecință, este necesară verificarea la compresiune a acestei zone a plăcii active cu ajutorul relației:

, (2.17)

unde σac este rezistența admisibilă la compresiune a materialului plăcii active (pentru oțel carbon de scule și oțel aliat de scule, σac=1.000…1.600 N/mm2).

σc=

3. PROIECTAREA MATRIȚE PENTRU A DOUA OPERAȚIE DE AMBUTISARE

3.1 Determinarea centrului de presiune al matriței

Centrul de presiune al unui dispozitiv de presare la rece reprezintă punctul de aplicație al rezultantei forțelor de presare. Pentru a asigura funcționarea în bune condiții a dispozitivului de presare este necesar ca axa geometrică a cepului de fixare în culisorul presei să coincidă cu centrul de presiune.

Ca urmare a simetriei axiale a pieselor cave de rotație, centrul de presiune al dispozitivului este amplasat pe axa de simetrie a acestora.

Dacă la piesele prelucrate nu se păstrează simetria axială este necesară determinarea centrului de presiune al dispozitivului folosind una din metodele analitică sau grafică.

3.2 Calculul jocului dintre sculele matriței

Valoarea jocului dintre sculele ștanțelor de decupare depinde de grosimea și proprietățile mecanice ale materialului și se determină cu relația,

(3.1)

unde k1 și k2 sunt coeficienți a căror valoare depinde de duritatea materialului semifabricatului (tab.12.1);

g – grosimea semifabricatului. g=1

k1=0,008 k2=0,040 j=0,048

Jocul dintre sculele matrițelor de ambutisare se determină cu relația,

(3.2)

unde k este un coeficient care depinde de numărul operațiilor de ambutisare necesare prelucrării piesei și are valorile:

k=1 – pentru piesele care se ambutisează dintr-o operație și pentru ultima operație în cazul pieselor care se prelucrează din mai multe operații;

k= 1,1…1,3 – pentru primele n-1 operații în cazul pieselor care se prelucrează din mai multe operații;

gmax – grosimea maximă a peretelui piesei care se cu relația,

(3.3)

unde g este grosimea semifabricatului.

m2=d2/D= gmax=1 k=1,1

j=1,1·1,44=1,584

3.3 Calculul dimensiunilor părților active ale sculelor dispozitivului

Determinarea dimensiunilor părților active ale sculelor ștanțelor de decupare-perforare se face în ipoteza că dimensiunile pieselor decupate coincid cu cele ale plăcii active, iar dimensiunile pieselor perforate coincid cu cele ale poansonului, dacă se neglijează deformațiile elastice ale materialului.[NEA 05]

Deoarece în timpul funcționării ștanței sculele se uzează ( placa activă își mărește dimensiunile, iar poansonul și le micșorează), dimensiunea nominală a plăcii active la decupare se va adopta egală cu dimensiunea minimă a piesei de prelucrat, iar la perforare dimensiunea nominală a poansonului se va adopta egală cu dimensiunea maximă a piesei.[NEA 05]

De asemenea, la stabilirea dimensiunilor părților active ale sculelor ștanțelor de decupare-perforare trebuie ținută seama și de modul de prelucrare a acestora pentru a obține la execuția ștanței valoarea jocului minim dintre placa activă și poanson, în scopul asigurării unei calități superioare pieselor prelucrate și măririi durabilității ștanței.[NEA 05]

În acest scop, pentru proiectarea și prelucrarea sculelor ștanței se va utiliza metoda ajustării. Prin această metodă (fig.2.1), la proiectare se cotează complet numai placa activă, iar pentru poanson se indică doar dimensiunea nominală. La execuția ștanței, se prelucrează mai întâi placa activă, iar poansonul se ajustează în funcție de dimensiunea efectivă a acesteia astfel încât să se obțină valoarea jocului minim, j.[NEA 05]

Diametrul părții active a plăcii tăietoare se determină cu relația:

; (3.4)

unde Dpl este dimensiunea nominală a plăcii active;

Dmin; Dn – dimensiunile minimă, respectiv, nominală ale piesei decupate;

Ai – abaterea inferioară a câmpului de toleranță pentru piesele de prelucrat (STAS 11111, tab. 13.1) [NEA 05];

Tpl – abaterea superioară a câmpului de toleranță indicat pentru prelucrarea plăcii active (H7), (anexa 13) [NEA 05].

Dn=D=224,65 Ai= 0,1 Tpl=+0,046

Dpl dp=Dn=224,65

Diametrul părților active ale sculelor matrițelor de ambutisare se determină având în vedere faptul că în timpul funcționării matriței se uzează numai placa activă, dimensiunea poansonului rămânând neschimbată.

Atunci când dimensiunea principală a piesei este cea interioară (fig.2.2), se vor utiliza relațiile,

, (3.5)

. (3.6)

Abaterile limită la dimensiunile pieselor obținute prin ambutisare, dacă nu sunt indicate pe desenul de execuție, se adoptă conform STAS 11111 (tab.13.2), iar toleranțele de execuție ale sculelor matrițelor de ambutisare, Tpl și Tp, se adoptă conform tabelului 13.3 [NEA 05].

Ai=-1,4 Tpl=0,10 Tp=0,070

dp=

Dpl=

4. CALCULUL EFICIENȚEI ECONOMICE A VARIANTEI TEHNOLOGICE ADOPTATE

4.1 Calculul normei tehnice de timp

Prima variantă

Norma tehnică de timp necesară realizării unei operații se determină [ 84] cu relația,

, (4.1)

unde Tpî este timpul de pregătire-încheiere;

npl – numărul pieselor dintr-un lot;

Top – timpul operativ;

Ts – timpul suplimentar.

Timpul de pregătire-încheiere, Tpî este consumat înaintea executării unui lot de piese pentru studierea documentației tehnologice, montarea dispozitivului pe presă și reglarea sistemului tehnologic, precum și după terminarea lotului, pentru demontarea dispozitivului de pe presă și predarea lucrării.

Timpul de pregătire-încheiere are valori cuprinse între 10…15 min și 55…60 min.

Numărul pieselor dintr-un lot se determină [ 83] prin repartizarea uniformă a planului anual de fabricație Np al reperului respectiv la numărul de luni,

(4.2)

npl= număr piese dintr-un lot lunar

Timpul operativ se determină cu relația,

, (4.3)

unde tb este timpul de bază (timpul tehnologic sau de mașină);

ta – timpul auxiliar.

Timpul de bază se determină în funcție de tipul presei. Pentru presele mecanice cu excentric timpul de bază depinde de numărul de curse duble n ale culisorului,

(4.4)

tb= min

unde k1 este un coeficient care depinde de tipul cuplajului presei (tab. 8.1) [NEA 05]

În cazul preselor hidraulice timpul de bază se determină cu relația,

, (4.5)

unde h este cursa culisorului presei, în mm;

vl – viteza culisorului la cursa de lucru, în mm/s;

vg – viteza culisorului la cursa de gol, în mm/s.

Timpul auxiliar ta depinde de forma și dimensiunile pieselor de prelucrat, de tipul și dimensiunile semifabricatului, de construcția dispozitivului de presare la rece, de tipul comenzii presei etc.

La prelucrarea pieselor din bandă, timpul auxiliar se determină cu relația,

, (4.6)

ta= min

unde este timpul necesar pentru luarea semifabricatului (benzii) și aducerea lui pe masa presei (anexa 1) [NEA 05]

– timpul necesar ungerii benzii (anexa 2) [NEA 05]

– timpul necesar introducerii benzii în dispozitivul de presare la rece (anexele 4 și 5) [NEA 05]

– timpul necesar pentru comanda presei (anexa 7) [NEA 05]

–timpul necesar avansării benzii cu un pas prin dispozitivul de presare la rece (anexele

8 și 9) [NEA 05]

– timpul necesar luării piesei din dispozitiv și așezării acesteia în ladă (anexa 10) [NEA 05]

–timpul necesar pentru îndepărtarea din dispozitiv a deșeului rezultat din bandă (anexa 11) [NEA 05]

– numărul pieselor obținute dint-o bandă.

În cazul operațiilor de presare la rece care se realizează din semifabricate individuale, timpul auxiliar se determină cu relația,

, (4.7)

unde este timpul necesar aducerii pieselor cu lada la presă ( min. pentru 100 de piese);

n1 – numărul pieselor dintr-o ladă (depinde de capacitatea lăzii și de dimensiunile piesei);

– timpul necesar ungerii piesei (anexa 3) [NEA 05]

– timpul necesar așezării piesei în dispozitiv (anexa 6) [NEA 05]

– timpul necesar pentru comanda presei (anexa 7) [NEA 05]

– timpul necesar luării piesei din dispozitiv și așezării acesteia în ladă (anexa 10) [NEA 05]

– timpul necesar pentru scoaterea deșeurilor din dispozitivul de presare la rece (anexa 12). [NEA 05]

Timpul suplimentar Ts are două componente,

, (4.8)

unde tdl este timpul de deservire a locului de muncă;

tîr – timpul pentru întreruperi reglementate.

Timpul suplimentar Ts se adoptă procentual din timpul operativ Top, în funcție de forța nominală a presei,

, (4.9)

Ts=0,010+0,073=0,083 min

unde k2 este un coeficient care depinde de forța nominală a presei (tab.8.3).[NEA 05]

Timpul unitar reprezintă timpul necesar realizării unei operații și se determină cu relația,

Tu=Top+Ts . (4.10)

Tu = 0,073+0,083=0,156 min

Decupare și ambutisare I – presă hidraulică PYE 63

Tpî= 30 min

tb= min

ta1= 1 min ta2=3,4 min ta3=3,6 min ta4=2 min

ta5=2,20 min ta6=0 min ta7=2 min

ta=0,057 min

Top= 0,073 min Ts=0,083 min Tu= 0,156 min

Tp=0,158

Ambutisare I I – presă hidraulică PYE 25S

Tpî= 30 min

tb=0,046 min

ta1=1 min ta2=3,4 min ta3=3,6 min ta4=2 min

ta5= 2,20 min ta6=0 min

ta=0,112 min

Top=0,158 min Ts=0,0009 min Tu=0,167 min

Tp=0,169 min

Ambutisare III – presă hidraulică PYE 10S

Tpî=30 min

tb=0,03

ta1=1,25 min ta2= 5,5 min ta3=6,5 min

ta4= 2,2 min ta5= 3,3 min ta6=0 min

ta=0,112 min

Top=0,158 min Ts=0,009 min Tu=0,167 min

Tp=0,169 min

Calibrare – presă hidraulică PYE 25S

Tpî=30 min

tb=0,021 min

ta1=1 min ta2=5,5 min ta3=6,6 min ta4=2,1 min

ta5=3,4 min ta6=0 min

ta=0,176 min

Top=0,197 min Ts=0,0009 min Tu=0,167 min

Tp=0,169 min

Tundere și perforare – presă hidraulică PYE 25S

Tpî=30 min

tb=0,021 min

ta1=1 min ta2=5,5 min ta3=6,6 min ta4=2,1 min

ta5=3,4 min ta6=0 min

ta=0,176 min

Top=0,197 min Ts=0,0009 min Tu=0,167 min

Tp=0,169 min

Răsfrângerea marginilor conturului interior – presă hidraulică PYE 10S

Tpî=30 min

tb=0,03 min

ta1=1,25 min ta2= 5,5 min ta3=6,5 min

ta4= 2,2 min ta5= 3,3 min ta6=0 min

ta=0,112 min

Top=0,158 min Ts=0,009 min Tu=0,167 min

Tp=0,169 min

A doua variantă

Decuparea tablelor în benzi – presă hidraulică PYE 63

Tpî= 30 min

tb=min

ta1= 1 min ta2=3,4 min ta3=3,6 min ta4=2 min

ta5=2,20 min ta6=0 min ta7=2 min

ta=0,057 min

Top= 0,073 min Ts=0,083 min Tu=0,156 min

Tp=0,158 min

Ambutisare I – presă hidraulică PYE 63

Tpî= 30 min

tb=0,046 min

ta1= 1 min ta2=3,4 min ta3=3,6 min ta4=2 min

ta5=2,20 min ta6=0 min ta7=2 min

ta=0,057 min

Top= 0,073 min Ts=0,083 min Tu= 0,156 min

Tp=0,158 min

Ambutisare I I – presă hidraulică PYE 25S

Tpî= 30 min

tb=0,046 min

ta1=1 min ta2=3,4 min ta3=3,6 min ta4=2 min

ta5= 2,20 min ta6=0 min

ta=0,112 min

Top=0,158 min Ts=0,0009 min Tu=0,167 min

Tp=0,169 min

Ambutisare III – presă hidraulică PYE 10S

Tpî=30 min

tb=0,046 min

ta1=1,25 min ta2= 5,5 min ta3=6,5 min

ta4= 2,2 min ta5= 3,3 min ta6=0 min

ta=0,112 min

Top=0,158 min Ts=0,009 min Tu=0,167 min

Tp=0,169 min

Calibrare – presă hidraulică PYE 25S

Tpî=30 min

tb=0,021 min

ta1=1 min ta2=5,5 min ta3=6,6 min ta4=2,1 min

ta5=3,4 min ta6=0 min

ta=0,176 min

Top=0,197 min Ts=0,0009 min Tu=0,167 min

Tp=0,169 min

Tundere – presă hidraulică PYE 25S

Tpî=30 min

tb=0,021 min

ta1=1 min ta2=5,5 min ta3=6,6 min ta4=2,1 min

ta5=3,4 min ta6=0 min

ta=0,176 min

Top=0,197 min Ts=0,0009 min Tu=0,167 min

Tp=0,169 min

Perforare – presă hidraulică PYE25S

Tpî=30 min

tb=0,021 min

ta1=1 min ta2=5,5 min ta3=6,6 min ta4=2,1 min

ta5=3,4 min ta6=0 min

ta=0,176 min

Top=0,197 min Ts=0,0009 min Tu=0,167 min

Tp=0,169 min

Răsfrângerea marginilor conturului interior – presă hidraulică PYE 10S

Tpî=30 min

tb=0,03 min

ta1=1,25 min ta2= 5,5 min ta3=6,5 min

ta4= 2,2 min ta5= 3,3 min ta6=0 min

ta=0,112 min

Top=0,158 min Ts=0,009 min Tu=0,167 min

Tp=0,169 min

4.2 Calculul costului de producție pentru cele două variante

Varianta 1

Costul de producție, C, al unui produs se determină cu relația,

, (4.11)

unde Cmat este costul materialului necesar confecționării unei piese;

Cman – costul manoperei aferente unei piese;

Crt – costul regiei totale aferente unei piese;

– cota parte din costul presei care se amortizează la prelucrarea unei piese;

– cota parte din costul dispozitivului de presare la rece care se amortizează la prelucrarea unei piese.

Costul materialului necesar confecționării unei piese se determină cu relația,

[RON] (4.12)

unde m este masa unei piese finite, în kg;

ηu – coeficientul de utilizare a materialului, în %;

c – costul unitar al semifabricatului, în RON/kg.

Masa piesei finite se calculează cu relația,

, (4.13)

unde Aef este aria efectivă a piesei finite, în mm2;

g – grosimea semifabricatului, în mm;

ρ – densitatea materialului, în kg/dm3 (pentru oțel, ρ=7,8 kg/dm3 ).

m=37771,12·1·7,8· kg

Cmat= RON

Costul manoperei aferente prelucrării unei piese se determină cu relația,

, [RON] (4.14)

unde Rp este retribuția medie orară a muncitorilor care deservesc presele, în RON/oră;

Tu – timpul unitar necesar prelucrării reperului dat, în min. Acesta se obține prin însumarea timpilor unitari aferenți fiecărei operații de presare la rece,

; (4.15)

Rr – retribuția medie orară a reglorului care se ocupă cu montarea și demontarea dispozitivelor de presare la rece, reglarea preselor și confecționarea primelor piese de probă din lotul respectiv, în RON/oră;

Tpî – timpul de pregătire-încheiere consumat pentru toate operațiile de presare la rece, în min,

; (4.16)

npl – numărul pieselor dintr-un lot;

Rp=10 RON/oră Rr=20 RON/oră

Tu=0,991 min

Tpî=180 min

Cman=0,169 RON

Costul regiei totale aferente prelucrării unei piese se determină cu relația,

, [RON] (4.17)

unde Rt este regia totală, în % (pentru secțiile de presare la rece, Rt =350…380%).

Crt=0,169 · RON

Cota parte din amortizarea unei prese se calculează cu relația,

, [RON] (4.18)

unde Cpr este costul inițial al presei, în RON (tab.9.1) [NEA 05];

Ap – cota de amortizare a presei, în % (pentru prese, durata de amortizare este de 20…25 ani, iar cota de amortizare are valoarea, Ap= 4…5%);

na – programul anual de fabricație, adică numărul total de piese pe care îl poate realiza presa respectivă într-un an, în buc/an;

z – numărul de piese obținute la o cursă dublă a culisorului presei, în buc.

Programul anual de fabricație se determină cu relația,

, (4.19)

unde Fr este fondul real de timp al presei intr-un schimb de 8 ore/zi, în min (Fr =123.840 min);

k – numărul de schimburi dintr-o zi; k=2 z=1

Tp – norma tehnică de timp, în min, Tp=0,158 Ap=5

Decupare și ambutisare I – presă hidraulică PYE 63

Cpr=30000 RON na==1567594,937

Cap=0,00095 RON

Ambutisare I I – presă hidraulică PYE 25S

Cpr=22000 RON na=1567594,937

Cap=0,00070 RON

Ambutisare III – presă hidraulică PYE 10S

Cpr=17000 RON na=1567594,937

Cap=0,00054 RON

Calibrare – presă hidraulică PYE 25S

Cpr=22000 RON na=1567594,937

Cap=0,00070 RON

Tundere și perforare – presă hidraulică PYE 25S

Cpr=22000 RON na=1567594,937

Cap=0,00070 RON

Răsfrângerea marginilor conturului interior – presă hidraulică PYE 10S

Cpr=17000 RON na=1567594,937

Cap=0,00054 RON

Cota parte din amortizarea unui dispozitiv de presare la rece se determină cu relația,

, [RON] (4.20)

unde Cd este costul dispozitivului de presare la rece, în RON (tab.9.2) [NEA 05];

N – durabilitatea totală a dispozitivului, în mii piese (tab.9.3) [NEA 05];

z – numărul de piese obținute la o cursă dublă a culisorului presei.

Decupare și ambutisare I – dispozitv combinat de decupare și ambutisare

Cd= 1200 RON N=680

Cad=0,0017 RON

Ambutisare I I – matriță de ambutisare

Cd= 550 RON N=2100

Cad=0,00026 RON

Ambutisare III – matriță de ambutisare

Cd= 550 RON N=2100

Cad=0,00026 RON

Calibrare – matriță de calibrare

Cd=550 RON N=320

Cad=0,0017 RON

Tundere și perforare – ștanță combinată de tundere și perforare

Cd=900 RON N=320

Cad=0,00028 RON

Răsfrângerea marginilor conturului interior – matriță simplă pentru răsfrângerea marginilor

Cd=220 RON N=2100

Cad=0,00010 RON

C1= 4,0285+0,169+0,61+0,00413+0,0043 = 4,81 RON

Varianta 2

m=37771,12·1·7,8·

Cmat=

Rp=10 Rr=20

Tu=1,437

Tpî=180

Cman=0,253 RON

Crt=0,253 · RON

Decuparea tablelor în benzi – presă hidraulică PYE 63

Cpr=30000 RON na==1567594,937

Cap=0,00095 RON

Ambutisare I – presă hidraulică PYE63

Cpr=30000 RON na==1567594,937

Cap=0,00095 RON

Ambutisare I I – presă hidraulică PYE25S

Cpr=22000 RON na=1567594,937

Cap=0,00070 RON

Ambutisare III – presă hidraulică PYE10S

Cpr=12000 RON na=1567594,937

Cap=0,00038 RON

Calibrare – presă hidraulică PYE25S

Cpr=22000 RON na=1567594,937

Cap=0,00070 RON

Tundere – presă hidraulică PYE25S

Cpr=22000 RON na=1567594,937

Cap=0,00070 RON

Perforare – presă hidraulică PYE25S

Cpr=22000 RON na=1567594,937

Cap=0,00070 RON

Răsfrângerea marginilor conturului interior – presă hidraulică PYE 10S

Cpr=22000 RON na=1567594,937

Cap=0,00070 RON

Cota parte din amortizarea unui dispozitiv de presare la rece se determină cu relația,

, [RON] (4.21)

unde Cd este costul dispozitivului de presare la rece, în RON (tab.9.2) [NEA 05];

N – durabilitatea totală a dispozitivului, în mii piese (tab.9.3) [NEA 05];

z – numărul de piese obținute la o cursă dublă a culisorului presei.

Decuparea tablelor în benzi – dispozitv combinat de decupare și ambutisare

Cd= 1200 RON N=680

Cad=0,0017 RON

Ambutisare I – dispozitv combinat de decupare și ambutisare

Cd= 1200 RON N=680

Cad=0,0017 RON

Ambutisare I I – matriță de ambutisare

Cd= 550 RON N=2100

Cad=0,00026 RON

Ambutisare III – matriță de ambutisare

Cd= 550 RON N=2100

Cad=0,00026 RON

Calibrare – matriță de calibrare

Cd=550 RON N=320

Cad=0,0017 RON

Tundere și perforare – ștanță combinată de tundere și perforare

Cd=900 RON N=320

Cad=0,00028 RON

Perforare – – ștanță combinată de tundere și perforare

Cd=900 RON N=320

Cad=0,00028 RON

Răsfrângerea marginilor conturului interior – matriță simplă pentru răsfrângerea marginilor

Cd=220 RON N=2100

Cad=0,00010 RON

C2=4,0285+0,253+0,91+0,00362+0,006=5,20 RON

4.3 Calculul eficienței economice a variantei tehnologice adoptate

Pentru calculul eficienței economice se folosește relația:

E=N(C2-C1) (4.22)

C1=4,81 RON

C2=5,20 RON

N=160000 buc (producție anuală)

E=160000·(5,20-4,81)=62400 RON

5. ANALIZA CALITATIVĂ A PROCESULUI DE PRODUCȚIE

5.1. Utilizarea metodei “5-Why”, pentru analiza cauzei de bază (rădăcina)–”Root Cause Analysis” a reperului IMC-2LF361-06

Acest chestionar evidențiază adevăratele cauze (”rădăcina cauzei”) ale unei neconformități, nefuncționalități, probleme, deficiențe etc., prin întrebarea ”De ce?” după fiecare cauză identificată succesiv, de cinci ori. [PUG 17]

„Observați ce se întâmplă în atelierul de producție, fără idei preconcepute și cu o minte deschisă. Întrebați „De ce” de cinci ori cu privire la orice aspect.” (Taiichi Ohno) [www 1]

Cel ce a creat tehnica „5 De ce” a fost un proeminent om de afaceri japonez, pe nume Taiichi Ohno. Acesta este considerat părintele Toyota Production System (TPS) care a devenit ulterior în SUA, Lean Manufacturing. [PUG 17]

Principiile lui Ohno au influențat și zone din afara producției, extinzându-se și în zona serviciilor. De exemplu, domeniul Sales Process Engineering a arătat cum conceptul JIT (Just In Time) poate îmbunătăți vânzările, marketingul și procesele de service ale clienților.[PUG 17]

Principiul care se aplică în această metodă este asemănător cu cel al pâlniei, precum în imaginea următoare:

Fig 5.1. Principiul pâlniei [www 2]

În tabelul 5.1 se prezintă întrebările metodei celor „5 DE CE?”.

Tabel 5.1 Întrebări „5 DE CE?”

Din tabelul „5 De ce?” reiese faptul că piesa este rebut deoarece are patru festoane, lucrătorul a vrut să facă cât mai multe piese până la sfârșitul programului pentru a nu fi penalizat.

În figura 5.2 este prezentat arborele „5 DE CE?”

Fig. 5.2 Arborele „5 de ce?”

Analizând arborele „5 de ce?” se constată că piesa rezultă ca fiind rebut datorită neatenției sau neacunoștinței lucrătorului. Piesa este rebut pentru că nu a fost lubrifiată corespunzător, pentru că are o înlălțime neuniformă, prezintă patru festoane, pentru că are zgârieturi longitudinale pe suprafața exterioară, pentru că s-a rupt materialul în secțiunea periculosă a piesei și pentru că are ondulații la margine.

5.2 Analiza calitativă a procesului de producție specific reperului IMC-2LF361-06, cu ajutorul diagramei Pareto

5.2.1 Studiu de caz privind aplicarea diagramei Pareto în analiza calitativă a defectelor constatate într-un lot de 160000 piese specific reperului IMC-2LF361-06

Principiul Pareto este cunoscut și sub denumirea de Regula 80/20 deoarece aceasta ilustrează că 80% din efecte apar din 20% cauze.

Acest principiu poartă numele economistului italian Vilfredo Pareto care a observat că un număr relativ mic deținea majoritatea averii (20%). Pareto a dezvoltat modele matematice logaritmice pentru a descrie această distribuție neuniformă a bogăției, iar matematicianul M.O. Lorenz a dezvoltat grafice pentru a o ilustra. [www 3]

Dr. Joseph Juran a fost primul care a subliniat că ceea ce Pareto și alții au observat a fost un principiu „universal” – unul care s-a aplicat într-o uimitoare varietate de situații, nu doar activitate economică și părea să țină fără excepție problemele de calitate. La începutul anilor '50, Juran a remarcat fenomenul „universal” pe care l-a numit Principiul Pareto: că în orice grup de factori care contribuie la un efect comun, relativ puțini reprezintă cea mai mare parte a efectului. De asemenea, Juran a inventat termenii „puțini vitali” și „mulți utili” sau „mulți banali” pentru a face referire la acele câteva contribuții, care reprezintă cea mai mare parte a efectului și la mulți alții care reprezintă o proporție mai mică a efectului. [www 4]

Analiza Pareto este o comparație clasificată a factorilor legați de o problemă de calitate și este o tehnică de luare a deciziilor statistice, utilizată pentru selectarea unui număr limitat de sarcini care produc un efect general semnificativ. Acesta ajută la identificarea și concentrarea pe puținii factori vitali.

Diagrama Pareto reprezintă o metodă grafică simplă de clasificare a entităților (faptelor), după frecvența lor relativă (în procente), de la cele cu frecvența cea mai mare de apariție până la cele mai puțin frecvente. [PUG17]

Analiza constă în rezolvarea următoarelor etape:

1. Colectarea datelor privind cele mai frecvente probleme sau erori care apar în timpul desfășurării activităților specifice (se determină frecvența absolută de apariție a datelor);

2. Determinarea frecvenței repetării datelor analizate în timpul desfășurării activităților specifice (se determină frecvența cumulat absolută a datelor studiate)

3. Determinarea cotei procentuale a fiecărei probleme (se determină frecvența absolută de apariție procentuală a datelor);

4. Determinarea procentului cumulativ al fiecărei probleme (se determină frecvența cumulat absolută a datelor procentuale studiate);

5. Construcția diagramei Pareto;

6. Analiza diagramei și propunerea măsurilor de îmbunătățire.

În cadrul prezentei teme de licență s-a realizat un studiu de caz pe un lot de piese de 160000 piese.

În tabelul 5.2 sunt prezentate frecvențele absolute ale defectelor ce apar în procesul tehnologic (realizarea unui lot de 160000 piese).

Tabelul 5.2 Frecvențele absolute ale defectelor constatate

În figura 5.3 este prezentată diagrama Pareto pentru defectele unui lot de 160000 piese.

Fig.5.3 Diagrama Pareto pentru defectele unui lot de 160000 piese

Analizând diagrama Pareto (vezi tabelul 5.2 și figura 5.2) se poate constata că din numărul total de defecte (494) ce apar în procesul tehnologic specific realizării lotului de 160000 piese, cele mai multe defecte apar deoarece piesele sunt necorespunzătoare, deoarece s-a uzat poansonului sau s-a fisurarea flanșa. În zona de mijloc se află ondularea piesei, tunderea neconformă și perforarea neconformă. Cele mai puține defecte s-au numărat pentru semifabricatul deformat, răsfrângerea incorectă a marginilor piesei, spălare nefinalizată și produs nefinalizat.

CONCLUZII

În concluzie, acest studiu cuprinde 5 capitole, 4 capitole pentru partea tehnologică și unul pentru partea de calitate.

În capitolul 1 am discutat despre proiectarea procesului tehnologic de prelucrare prin deformare plastică la rece a reperului IMC-2LF361-06. Piesa este o piesă cilindrică cu flanșă prevăzută la bază cu un bosaj, obținut prin răsfrângere, 4 găuri la 90 grade obținute prin perforare și 4 gauri pe perete amplasate la 35mm față de bază și orientate la 90 grade una față de alta. Diametrul flanșei piesei este de Ø126 iar diametrul interior este de Ø92, având înălțimea de 94mm.

În capitolul 2 am realizat calculele necesare proiectării dispozitivului combinat de decupare și ambutisare. Acest capitol cuprinde determinarea centrului de presiune al dispozitivului, calculul jocului dintre sculele dispozitivului, calculul dimensiunilor părților active ale sculelor dispozitivului și calculul organologic al dispozitivului.

În cel de-al treilea capitol am realizat calculele necesare proiectării matriței pentru a doua operație de ambutisare. În acest capitol am calculat ce a fost necesar și la capitolul 2 dar mai puțin calculul organologic.

În ultimul capitol din partea tehnologică am realizat calculul eficienței economice a variantei tehnologice adoptate care a rezultat cu o valoare de 62400 RON.

În capitolul ce cuprinde partea de calitate, respectiv capitolul 5, am realizat un studiu de caz pentru un lot de 160000 piese cu ajutorul metodei celor „5 de ce?” și a diagramei „PARETO”. În urma acestui studiu realizat cu ajutorul metodei celor „5 de ce?” a rezultat că o piesă este rebut deoarece lucrătorul a vrut să facă cât mai multe piese până la sfârșitul programului pentru a nu fi penalizat. Pentru a nu se mai întâmpla acest lucru, angajatorul trebuie să dea o normă mai mică pe zi sau există și posibilitatea de a angaja personal pentru realizarea tuturor pieselor necesare. Din diagrama PARETO reiese faptul că din 160000 piese, 494 sunt defecte iar cele mai multe defecte sunt deoarece piesele nu sunt conforme, s-a uzat poasonul ori s-a uzat flanșa piesei. Pentru îmbunătățirea rezultatelor este nevoie de personal mai bine instruit și de un angajator mai înțelegător.

BIBLIOGRAFIE

[BOC12] Boca, G.D., Bazele managementului calității în afaceri, Editura Risoprint, Cluj-Napoca, 2012, ISBN: 978-973-53-0906-0

[CIO 91] Ciocârdia, C.,ș.a., Tehnologia presării la rece. Editura didactică și pedagogică, București, 1991.

[FAI10] Faisal Talib; Zillur Rahman; M.N. Qureshi, (2010), Pareto analysis of total quality management factors critical to success for service industries, International Journal for Quality Research, Vol.4, No. 2, p. 155-168.

[ILI 84] Iliescu, C., Tehnologia presării la rece, Editura didactică și pedagogică, București, 1984.

[NEA 05] Neagoe, I., Proiectarea proceselor tehnologice și a dispozitivelor de presare la rece. Editura Lux Libris, Brașov, 2005.

[NEA 13] NEAGOE, I. MU, I., Tehnologii generale de aviație – prelucrări prin deformare plastică la rece. Editura Lux Libris, Brasov, 2013, ISBN 978-973-131-262-0, 197 p

[OLA 99] Olaru, M., Managementul calității, Ed. Economică, Buccurești, 1999, ISBN 973-590-158-7.

[POP 08] Pop, C., Managementul calității, Ed. ALFA, Iași, 2008, ISBN 973-89-5340-5

[RUS 02] Rusu, C., ș.a., Manual de inginerie economică. Bazele managementului calității, Ed. DACIA, Cluj- Napoca, 2002, ISBN 073-35-1524-8

[ROM 77] Romanovski, V.P., Ștanțarea și matrițarea la rece. Editura tehnică București, 1977 (traducere din lb. rusă).

[TEO 83] Teodorescu. M., ș.a. Elemente de proiectare a ștanțelor și matrițelor. Editura didactică și pedagogică, București, 1983.

*** Normative și standarde Meusburger – Austria, disponibil la: https://www.meusburger.com/RO, Accesat: 12.03.2020

[WWW 01],[WWW 02] Metoda „5 de ce?”, disponibil la : http://www.leanblog.ro/wp/instrumente-lean/instrumente-lean/instrumente-de-analiza/metoda-5-de-ce/ , Accesat : 22.05, 2020.

[WWW 03], [WWW 04] A Guide to the Pareto Principle (80/20 Rule) & Pareto Analysis, Available at: https://www.juran.com/blog/a-guide-to-the-pareto-principle-80-20-rule-pareto-analysis/, Accesat: 30.05, 2020.

ANEXE Anexa 1

Anexa 2

Fișă tehnologică sumară Anexa 3