Domeniul INGINERIE INDUSTRIALĂ [628376]

Universitatea din Pitești
Facultatea de Mecanică și Tehnologie
Domeniul INGINERIE INDUSTRIALĂ
Programul de masterat INGINERIA ȘI MANAGEMENTUL FABRICAȚIEI PRODUSELOR

LUCRARE DE DISERTAȚIE

Absolvent: [anonimizat]: Conf. dr . ing. Alin Daniel RIZEA

Anul universitar
2019 / 2020

Universitatea din Pitești
Facultatea de Mecanică și Tehnologie
Domeniul INGINERIE INDUSTRIALĂ
Programul de masterat INGINERIA ȘI MANAGEMENTUL FABRICAȚIEI PRODUSELOR

Proiectarea ștanței de tundere a reperului
Pavilion

Absolvent: [anonimizat]: Conf. dr . ing. Alin Daniel RIZEA

Anul universitar
2018 / 2020

Cuprins

INTRODUCERE ………………………………………………………………… …………. …………………. . 4
PARTEA I. STUDIUL BIBLIOGRAFIC
5
Capitolul 1 . CARACTERISTICI ALE DEFORMĂRII PLASTICE LA RECE
5
1.1 Domeniu de aplicare, avantaje, dezavantaje ………………………………………….. . 5
1.2 Clasificarea și definirea procedeelor de preluc rare prin deformare plastică la
rece 6
1.3 Clasificarea și definirea echipamentelor folosite în procesele de deformare
plastică la rece………………… …………………………………………………….. ………. ………
7
1.4 Materiale utilizate la prelucrările de deformare plastică la rece…………… . 8
Capitolul 2 . PROCEDEE LE DE TUNDERE A TABLELOR
10
2.1 Operațiile de tundere. Structura unei ștanțe de tundere …………………….. ……… 10
2.2 Elementele active în operația de tundere………………………. ……………………….. 14
2.2.1 Lamele de tundere………… …………………………………………………………. 14
2.2.2 Cu țitele de deșeu……………………………………………………………………… 15
PARTEA A II -A. STUDIUL DE CAZ
18
Capitolul 3. PROIECTAREA ȘTANȚEI DE TUND ERE PENTRU
REPERUL PAVILION 18
3.1 Prezentarea locului de munca și ob iectivele propuse …………………… …………. 17
3.2 Procesul tehnologic pentru realizarea reperului …………………….. ………………. 19
3.3 Date de intrare necesare proiectării ștanței de tundere pentru operația 20 ….. 24
3.4 Elemente privind proiectarea ștanței de tundere. …………….. ………….. ………… 27
3.5 Cinematica oper ației de tundere ….. ……………………………. ………………………..
36
Capitolul 4. ANALIZA CU ELEMENT FINIT A POANSONULUI NECESAR
GHIDARII CU AJUTORUL PLĂCILOR DE FRECARE 40

PARTEA A III -A. CONCLUZII ȘI CONTRIBUȚII PERSONALE
BIBLIOGRAFIE ……………………………………………………………………… ….
46
47

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
4

INTRODUCERE

Lucrarea de disertație cu tema Studiu privind proiectarea unei ștanțe de tundere a
marginilor este activitatea pe care o desfășor î n cadrul companiei S.C. Automobile Dacia S.A.,
Direcția Matrițe Dacia, departamentul Studii. Matrițe Dacia este singura entitate din grupul
Renault care concepe și fabrică utilaje de presaj, la nivel mondial, clienții săi fiind uzinele din
Alianța Renault -Nissan. Angajații de la Matrițe Dacia au ca misiun e conceperea proceselor de
fabricație, a studiilor de fezabilitate, proiectarea utilajelor, precum și realizarea lor. Ei se ocupă,
totodată, și de punerea în funcțiune a utilajelor în uzine.
Obiectivul lucrării constă în proiectarea unei ștanțe de tundere a margini lor pentru
reperul pavilion și aplicarea normelor specifice Alianței Renault -Nissan . Se prezintă procesul
tehnologic pentru realizarea reperului, datele inițiale de la care se pleacă pentru con ceperea
sculei și, se aleg sau se proiectează elementele acesteia.
La operația de tundere apar probleme legate de evacuarea deșeurilor.
In aceasta lucrare , se face o analiză cu element finit a poansonului cu ajutorul soft -ului
Inventor , pentru a vedea dacă structura rezistă .
Lucrarea este structurată în 4 capitole și mai multe subcapitole. În primele două capitole
este realizat un studi u bibliografic, în primul fiind prezentate elemente generale ale deformării
plastice la rece, iar în cel de -al doilea unele noțiuni legate de op erația de tundere , conform
normelor aplicate în cadrul job-ului.
Studiul de caz este dezvoltat în capitolele 3 si 4. În capitolul 3 sunt prezentate: procesul
tehnologic de execuție a reperului Pavilion , datele inițiale de la care se pleacă în proiectarea
sculei, elemente de proiectare a sculei, precum și prezentarea cinematicii sculei de tundere a
marginilor.
În capitolul 4 este realizată analiza cu element finit a poansonului necesar ghidarii cu
ajutorul plăcilor de frecare , această simulare se realizează cu ajutorul soft -ului Inventor .
În finalul lucrării sunt prezentate concluziile și contribuțiile personale a vute în cadrul
acestei lucrări.
Nu în ultimul rând, vreau să menționez că am realizat această lucrare beneficiind și de
ajutorul îndrumătorului de lucrare de disertație, Conf. dr. ing. Alin Daniel RIZEA , dar și al
tutorelui desemnat la locul la serviciu , Ing. Liviu Epure , precum și cel al colegilor de la Matrițe
Dacia. Așadar, țin să le mulțumesc pe această cale, pentru sprijinul și informațiile pe care mi
le-au oferit în vederea elaborării acestei lucrări.

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
5
Partea I. Studiul bibliografic

1. CARACTE RISTICI ALE DEFORMĂRII PLASTICE LA RECE

1.1 Domeniu de aplicare, avantaje, dezavantaje

Presarea la rece este procedeul tehnologic de deformare plastică a semifabricatelor,
cu ajutorul unor dispozitive numite ștanțe și matrițe, pe mașini de presare.
Prin presarea la rece se înțelege operația de prelucrare a materialelor prin deformare
plastică, la temperatura mediului ambiant, cu aplicarea unor forțe exterioare ( Tănase, 2012) .
Prelucrarea prin deformare la rece constituie una din metodele moderne, larg ut ilizată
în construcția mașinilor și în special în construcția de autovehicule, aeronave, mașini și aparate
electrice și electronice, mecanică fină, mașini agricole și tractoare, utilaje pentru industria
ușoară, produse casnice etc.
În figura 1.1 sunt preze ntate o serie de elemente din cadrul unui autovehicul, ce se obțin
prin procedee de prelucrare prin deformare plastică la rece.

Fig. 1.1 Piese obținute prin deformare plastică la rece
(https://makler.md/md/balti/transport/automotive -parts/car )

Larga utilizare a prelucrării prin deformare la rece se datorează pe de o parte diversității
constructive a pieselor și ansamblurilor care pot fi executate prin procedee aparținând acestei

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
6
metode, precum și prin avantajele im portante pe care le oferă ștanțarea și matrițarea (Ciocârdia,
Drăgănescu, Carp -Ciocârdia, Sindilă și Pîrvu, 1991).
Dintre avantajele prelucrării prin deformare la rece, amintim:
– productivitatea ridicată, ajungându -se în cazul pieselor mici, cu folosirea preselor
rapide, la 2000 – 3000 de piese pe minut;
– posibilitățile legate de mecanizarea și automatizarea proceselor tehnologice sunt largi;
– sculele se caracterizează prin durabilitate ridicată, ceea ce conduce la utilizarea lor
eficientă în cazul unor producții mari (Tăpălagă, Achimaș și Iancău, 1980);
– prin presare la rece se pot obține piese de formă complexă, a căror confecționare prin
alte procedee de prelucrare este foarte dificilă sau chiar imposibilă;
– piesele obținute au o precizie dimension ală ridicată, astfel încât interschimbabilitatea
acestora, la asamblare, nu constituie o problemă (Iliescu, 1977);
– ca urmare a consumului specific redus de metal (până la 70…75% față de piesele
similare obținute prin alte procedee de prelucrare mecanic ă), piesele sunt foarte ușoare;
– rigiditatea pieselor este mare, datorită formei lor stabilite la proiectare (Iliescu, 1984);
– nu necesită mână de lucru cu calificare înaltă, operațiile executate de muncitori fiind
simple. Precizia pieselor obținute depi nde de scule, de mașini unelte și de material (Dobrescu
și Popescu, 2002);
– costul redus al pieselor rezultate, ca urmare a corelării caracteristicilor menționate și
aplicării lor în mod rațional și, în consecință, o reducere considerabilă a volumului de muncă și
a consumului de material pentru executarea pieselor prin deformare la rece (Ciocârdia et al.,
1991).
Totodată, utilizarea deformării plastice la rece în realizarea pieselor prezintă și
dezavantaje, și anume:
1. Nu orice piesă din orice material și orice formă poate fi obținută prin deformare
plastică la rece, în unele situații fiind nevoie de un studiu atent al formei și dimensiunilor
materialului piesei pentru modificarea formei acesteia și a deveni tehnologică, aceste modificări
neschimbând funcț ionalitatea piesei;
2. Sculele utilizate la prelucrările prin deformare plastică la rece sunt foarte complexe
și au un preț de cost foarte ridicat, motiv pentru care procedeul se aplică în producția de serie
mare și de masă (Dobrescu, 2007).

1.2 Clasifica rea și definirea procedeelor de prelucrare prin deformare plastică la rece

Metoda de prelucrare a materialelor prin deformare plastică la rece are în componență
o serie de procedee care asigură posibilități de prelucrare pentru o gamă foarte largă de mate riale
și piese. Clasificarea acestor procedee poate fi făcută funcție de mai mulți factori (caracterul
deformațiilor, felul semifabricatelor utilizate, modul de asociere al procedeelor, tipul sculelor
utilizate, scopul urmărit etc.) (Dobrescu, 2012).
Opera țiile de presare la rece sunt acelea care se execută la o temperatură inferioară
temperaturii de recristalizare a metalului sau aliajului respectiv, prin deformare plastică și prin
tăiere. Ele se împart în următoarele grupe:

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
7
– prelucrări prin tăiere (ștanț are), prin care materialul semifabricatului se separă parțial
sau total, după un contur închis sau deschis, prin acțiunea locală a unor muchii asociate la
foarfece și la ștanțe. Prin tăiere la ștanțe se pot executa prelucrări prin decupare, perforare,
retezare etc.
– prelucrări prin îndoire și răsucire – sunt operații de deformare prin încovoierea sau
răsucirea materialului, la care este caracteristică existența unei suprafețe sau fibre neutre (care
își păstrează dimensiunile și după deformare). După îndoi re piesa își păstrează forma căpătată
datorită faptului că deformațiile din material sunt remanente.
– prelucrări prin ambutisare – au loc prin deformarea complexă a materialului, adică un
semifabricat plan este transformat într -o piesă cavă, sau se contin uă deformarea unui
semifabricat cav ( Teodorescu et al., 1983 ).
– fasonarea , prin care se obține forma piesei ca urmare a deformării locale a
materialului, fără modificarea condiționată a grosimii acestuia;
– presarea volumică , denumită și formarea prin pre sare, prin care se obține piese prin
modificarea configurației semifabricatului ca urmare a redistribuirii volumului materialului
prelucrat;
– asamblarea prin deformare , la care prin tăierea și deformarea materialului sau numai
prin deformarea acestuia se realizează îmbinarea a două sau mai multe piese (Ciocârdia et al.,
1991).
În schema d in fig. 1.2 este prezentată clasificarea procedeelor de prelucrare prin
deformare la rece după felul deformării materialului prelucrat.

Fig. 1. 2 Clasificarea procedeelo r de prelucrare prin deformare la rece după felul deformării
materialului prelucrat (Iliescu, 1977)

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
8
1.3 Clasificarea și definirea echipamentelor folosite în procesele de deformare plastică la
rece

Pentru executarea operațiilor de tăiere se utilizează ștanțe , iar pentru executarea
operațiilor de deformare plastică se utilizează matrițe , ambele tipuri putând fi executate într -o
gamă constructivă variată (Tănase, 2012) și având condiții funcționale specifice și diferite față
de cele folosite la alte proce dee tehnologice (Teodorescu et al., 1983).
Ștanța simplă este destinată executării unei singure operații de ștanțare cum ar fi:
decuparea, perforarea, retezarea, crestarea etc. Cu ajutorul unei ștanțe combinate se execută
simultan, succesiv sau simultan -succesiv o operație combinată de acest gen după cum urmează:
decupare și perforare la același post de lucru; perforare la primul post de lucru și apoi decupare
la următorul post de lucru; decupare și perforare la primul post de lucru și apoi retezare la
urmă torul post de lucru etc.
Matrițele se folosesc pentru executarea unor operații simple sau combinate de matrițare:
matrițele simple se folosesc pentru executarea unor operații simple, iar matrițele combinate se
folosesc pentru executarea unor operații combi nate simultane, succesive sau simultan –
succesive.
Echipamentele combinate de ștanțare și matrițare la rece servesc pentru executarea unor
operații combinate de ștanțare și matrițare. Acestea pot fi: cu acțiune simultană, de exemplu,
pentru decupare și ambu tisare; cu acțiune succesivă, de exemplu, decupare și apoi ambutisare;
cu acțiune simultan -succesivă, de exemplu, perforare și apoi retezare și îndoire (Iliescu, 1977).
După criteriul constructiv se deosebesc:
– ștanțe și matrițe fără ghidare;
– ștanțe și matrițe cu ghidare;
– ștanțe și matrițe cu placă de fixare (reținere) a semifabricatului;
– ștanțe și matrițe fără reținerea semifabricatului.
După criteriul de exploatare , ștanțele și matrițele se clasifică în diferite grupe, în funcție
de: felul avansulu i (cu avans manual sau cu avans automat); modul de scoatere a pieselor
(căderea prin orificiul plăcilor active și de bază, readucerea piesei în bandă și eliminarea
împreună cu banda, readucerea la suprafața plăcii active și eliminarea manuală sau automată) ;
modul de înlăturare a deșeurilor; tipul presei pe care se face prelucrarea (pentru presă cu simplu
efect, pentru presă cu dublu efect, pentru presă cu triplu efect).
După destinație , ștanțele și matrițele pot fi:
– cu destinație precisă, pentru prelucra rea unui anumit reper;
– ștanțe și matrițe universale; ștanțe și matrițe de grup;
– ștanțe și matrițe cu elemente modulare (Teodorescu et al., 1983).

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
9
1.4 Materiale utilizate la prelucrările de deformare plastică la rece

Semifabricatele folosite pen tru obținerea pieselor prin presare la rece se confecționează
din diferite materiale metalice sau nemetalice.
Dintre materialele metalice folosite, în special sub formă de tablă, o mare răspândire au:
oțelul, cuprul și aliajele lui, aluminiul și aliajele d e aluminiu, nichelul și aliajele de nichel, zincul
și plumbul.
Materialele nemetalice, deși prezintă o mai mare varietate, se folosesc mai rar, de obicei
pentru diverse garnituri în construcția de mașini și pentru diferite piese de mașini și aparate
electr otehnice. Dintre aceste materiale, mai frecvent întâlnite în industrie sunt: hârtia, cartonul,
ebonita, azbestul, clingheritul, textolitul, celuloidul, pielea și pâsla (Iliescu, 1984) .
Materialele metalice feroase și neferoase folosite des în secțiile de p resare la rece sunt
standardizate și sunt livrate sub formă de: table subțiri (în general cu grosimea sub 2 mm), table
groase, platbande, benzi, bare și sârme.
Pentru lucrările de presare volumică și în special pentru extrudare la rece se folosesc
semifabr icate sub formă de bară din oțel și aliaje neferoase.
O parte dintre materialele folosite la presare la rece sunt livrate cu diferite grade de
ecruisare: foarte moale (f.m.), moale (m), ¼ tare (1/4 t), ½ tare (1/2 t), ¾ tare (3/4 t) și tare (t)
(Teodorescu și Zgură, 1980).
Alegerea materialului este o problemă principală care trebuie rezolvată în vederea
executării pieselor prin presare la rece. De modul rezolvării acesteia depind atât calitatea cât și
precizia pieselor obținute. De aceea, întotdeauna trebu ie acordată o mare atenție stabilirii
corecte a materialului pieselor (Iliescu, 1984).
La alegerea materialului din care să fie confecționată piesa trebuie să se țină seama de
următoarele criterii:
– tehnice, care să asigure îndeplinirea rolului funcțional al piesei (solicitări mecanice,
proprietăți termice, electrice, magnetice, anticorozive, masă specifică etc.);
– tehnologice, ce presupune realizarea piesei prin procedee specifice metodei de
prelucrare prin deformare plastică la rece, în concordanță cu c ondițiile tehnice impuse de rolul
funcțional;
– economice, ce presupune folosirea rațională a acelor materiale capabile a satisface
condițiile tehnice și tehnologice corespunzătoare (Dobrescu, 2012).
Condițiile principale impuse materialului prelucrat pent ru a corespunde din punct de
vedere constructiv și funcțional sunt:
– rezistența mecanică;
– rezistența la uzură;
– rezistența la coroziune;
– conductibilitate termică și rezistență la temperaturi ridicate;
– proprietăți electrice sau magnetice;
– greutate specifică mică.
Condițiile impuse materialului semifabricatului pentru a putea fi prelucrat în condiții cât
mai bune sunt legate de: compoziția chimică, microstructura, proprietățile fizico -mecanice,
proprietățile tehnologice, precizia dimensională și cal itatea suprafeței.

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
10
Unele recomandări cu caracter general indică să se folosească materialele astfel:
– pentru operații de tăiere – materiale cu alungire mică;
– pentru ambutisări – materiale cu rezistență de rupere la tracțiune mică și alungire mare;
în ac este cazuri este necesar ca gâtuirea la rupere prin tracțiune să fie mare, iar raportul dintre
limita de curgere și rezistența de rupere la tracțiune să fie cât mai mic (Teodorescu și Zgură,
1980).

2. PROCEDEELE DE TUNDERE A TABLELOR

2.1 Operațiile de tundere și perforare. Structura unei ștanțe de tundere și perforare

Tunderea constă în separarea surplusului de material situat la marginea pieselor
ambutisate (fig. 2.1). Elementele active cu care se realizează tunderea sunt poansonul, lamele
de tundere și cuțitele de deșeu.

Fig. 2.1 Tunderea
(https://dlscrib.com/tehnologia -presarii -la-rece_58d79069dc0d60762fc34653_pdf.html )

Procesul de tundere cuprinde următoarele 3 faze:
– faza deformațiilor elastice (fig. 2. 2), în cadrul acesteia realizându -se comprimarea
elastică și încovoierea materialului cu o ușoară extruziune a lui în deschi derea plăcii de tăiere,
tensiunile apărute în material nedepășind însă limita elasticității;

Fig. 2. 2 Faza deformațiilor elastice (Norme Renault)

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
11

– faza deformațiilor plastice (fig. 2. 3), în cadrul căreia poansonul pătrunde în material,
realizând presa rea lui cu un grad mare de încovoiere și întindere a fibrelor acestuia; în această
fază deformațiile materialului devin permanente, tensiunile depășind limita de curgere și
crescând în continuare până ce ajung la valoarea corespunzătoare rezistenței la for fecare
(Dobrescu, 2012). În această fază poansonul pătrunde în material pe o înălțime de aproximativ
2/10 din grosimea tablei.

Fig. 2. 3 Faza deformațiilor plastice (Norme Renault) Fig. 2. 4 Faza de forfecare (Norme Renault)

– faza de forfecare (fig. 2. 4), în cadrul căreia se produc microfisuri ce se propagă în
materialul semifabricatului pe planele de alunecare, acestea fiind planele de maximă deformare
la forfecare (Dobrescu, 2007) . Direcția rupturii este determinată de valo area jocului de tundere
(Norme Renault) .
Importanța jocului:
În cazul tunderii, jocul constant măsurat între poanson și ștanță trebuie să fie de 4% din
grosimea tablei, cu o toleranță de ±0,01% (Norme Renault).
Jocul are o mare influență asupra calității t underii. Un joc insuficient poate cauza
apariția unui aspect rugos, deșirat al piesei sau chiar o uzură p rematură sau fisurare a ștanței ,
aceasta suferind eforturi laterale mari.
De cealaltă parte, un joc important provoacă bavuri periferice pe piesă și ap ariția piliturii
(Norme Renault).
Poziția de tundere :
Poziția de tundere este puternic influențată de geometria piesei. Distingem astfel trei
configurații diferite: secțiune T, secțiune L și secțiune D (fig. 2. 5).

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
12

Fig. 2. 5 Poziția de tundere (Norme Ren ault)
În cazul secțiunii T α = 0, înălțimea h este importantă și x este mai mare de 10 mm.
Diferența în cazul secțiunii L este că x este mai mic sau egal cu 10 mm, dimensiunea x
referindu -se la ținerea de pe placa de presare. Pentru secțiunea D, dacă tunde rea este realizată
în aceeași operație x = 12 mm, iar dacă sunt realizate în operații diferite x = minim 5 mm
(Norme Renault).

La tundere, ca regulă generală, piesa este întotdeauna convexă , acest lucru referindu -se
la sensul piesei pe direcția Z (fig. 2. 6). Avantajele acestui lucru sunt importante:
– centrarea piesei pe sculă este mai ușoară;
– se evită fragilizarea poansonului;
– o mai bună evacuare a piesei;
– evacuare mai ușoară a deșeurilor;
– concepție mai robustă a lamelor inferioare (Norme Renault) .
Tunderea se realizează în general pe direcția z, însă sunt caz uri când tunderea trebuie să
se realizeze sub anumite unghiuri, în acest caz tunderea se realizează cu ajutorul camelor.
Camele pot fi standard sau uzinate, camele uzinate se proiectează respe ctând parametrii din fișa
de lucru.
Cama este formată dintr -o parte superioara și una inferioara, pentru a realiza o camă sunt
necesare următoarele:
– cinematica sculei
– cinematica poziției camei ( unghiul de mișcare, cursa, viteza, forța)
– amplasarea plăcilor de frecare
– preluarea eforturilor pe placile de frecare
– sistem de revenire
– sistem de siguranta

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
13

Fig. 2. 6 Sens de tundere (Norme Renault)

Structura generală a unei ștanțe de tundere este prezentată în figura 2. 7.
Pe suportul super ior av em elemente precum: placa de presare , lamele de tundere și alte elemente
standard . De cealaltă parte, pe suportul inferior avem poansonul, care poate fi raportat sau
monobloc, cuțite de deșeu, jgheaburi pentru evacuarea deșeurilor, elastomeri pentru stocaj, cale
de bătaie.

Fig. 2. 7 Ștanță de tundere (Norme Renault)

Principiul de realizare a unei tunderi obișnuite este prezentat în figura 2. 8. În primă fază
coboară suportul super ior pe care se află placa de presare și lamele de t undere. În următoarea
fază piesa este fi xată între poanson și placa de presare , urmând ca în următorul pas lamele să
realizeze tunderea materialului, lăsând deșeurile să cadă pe jgheaburile pentru deșeuri. În ultima
fază pachetul superior se ridică, piesa fiind evacuată.

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
14

Fig. 2. 8 Principiul operației de tundere (Norme Renault)

2.2 Elementele active în operația de tundere

Elementele active ce concură la realizarea tunderii sunt lamele de tundere, cuțitele de
deșeu, poansonul și în unele cazuri inserturi le ce se asamblează pe poanson în anumite zone de
risc.

2.2.1 Lamele de tundere

Concepția lamelor de tundere este diferită în funcție de modul de obținere a acestora,
lamele putând fi construite din oțel turnat sau din oțel laminat. Structura unei lame d in oțel
turnat poate fi observată în figura 2. 9.

Fig. 2. 9 Concepția unei lame din oțel laminat (Norme Renault)

În cazul existenței unor zone fragile sau a unei pante pronunțate se prevede implantarea
unor inserturi raportate (fig. 2.1 0). Materialul din care se realizează aceste inserturi diferă în
funcție de grosimea tablei (Norme Renault).

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
15

Fig. 2. 10 Zonă fragilă (Norme Renault)
Sunt situații în care deșeurile pot rămâne blocate după tundere și, pentru evacuarea
acestora, e necesar să prevedem implan tarea în lame a unor expulzori (fig. 2. 11). Aceștia trebuie
implantați în zonele în care avem suprafețe plane ale deșeurilor (Norme Renault).

Fig. 2.1 1 Implantarea unui expulzor (Norme Renault)

2.2.2 Cuțitele de deșeu

Cuțitele de deșeu se folosesc pen tru a separa deșeul în mai multe b ucăți, altfel deșeul
neputând fi evacuat. Construcția generală a unui astfel de element este prezentată în figura 2.1 2.

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
16

Fig. 2.1 2 Construcția unui cuțit de deșeu (Norme Renault)

Un rol important îl are dispunerea și mod ul de implantare a cuțitelor de deșeu, acestea
putând influența apariția defectelor pe piesă, în zonele de tundere, precum și modul de evacuare
a deșeurilor.
Reguli de implantare:
– profilul cuțitelor de deșeu trebuie să fie inferior cu 0,5 mm față de form a piesei așezată
pe poanson, centrarea piesei pe cuțite fiind interzisă (fig. 2.1 3) (Norme Renault).

Fig. 2.1 3 Profilul cuțitelor (Norme Renault) Fig. 2. 14 Dispunerea cuțitelor de deșeu
(Norme Renault)
– cuțitele de deșeu trebuie să depășească semifabricatul teoretic cu minim 10 mm (fig.
2.14). Se recomandă evitarea implantă rii cuțitelor de deșeu față în față sau spate în spate, acestea
fiind situații mai speciale, în care este posibilă necesitatea folosirii unor sisteme mai complexe
pentru evacuarea deșeurilor (Norme Renault).

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
17
– două cuțite de deșeu dispuse consecutiv trebui e să prezinte o deschidere de 5 grade
către exterior (fig. 2. 15). În niciun caz ele nu pot forma un unghi închis, altfel deșeul ar rămâne
blocat (Norme Renault).

Fig. 2. 15 Unghiul de deschidere dintre cuțitele de deșeu (Norme Renault)

– cuțitele de deș eu nu trebuie să lucreze pe colțurile liniei de tundere. În aceste zone ele
vor fi dispuse la minim 10 mm de zona de tangență a razei. Deșeurile nu trebuie să formeze un
U și să înglobeze două colțuri ale piesei prelucrate (fig. 2. 16) (Norme Renault).

Fig. 2. 16 Dispunerea cuțitelor de deșeu pe zone de colț (Norme Renault)
– pentru o bună cădere a deșeului trebuie evitată dispunerea cuțitelor de deșeu în contra –
pantă, altfel existând riscul ca acesta să rămână blocat pe cuțit (fig. 2. 17). În caz de
imposi bilitate se realizează o deschidere largă, în plan, a cuțitului de deșeu implicat (Norme
Renault).

Fig. 2. 17 Cuțite de deșeu în contra -pantă (Norme Renault)

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
18
Partea a II – a. Studiul de caz

3. PROIECTAREA ȘTANȚEI DE TUNDERE PENTRU REPERUL ARIP Ă

3.1 Prezentarea locului de stagiu și obiectivele propuse

Centrul Matrițe Dacia este specializat în conceperea și realizarea utilajelor de
ambutisare a reperelor de caroserie de mari dimensiuni. În activitatea de fabricație de ștanțe și
matrițe sunt puse î n practică tehnologiile cele mai recente din domeniul ambutisării. La
conceperea unui nou vehicul, Grupul Renault aplică principiile ingineriei simultane, context în
care Matrițe Dacia contribuie prin verificarea și îmbunătățirea fezabilității pieselor amb utisate.
Prin activitatea de fabricație matrițe din România, Dacia este singurul furnizor intern de utilaje
de ambutisare al Grupului Renault, pentru aproape toate proiectele din lume. Uzine ale Renault
și Nissan din România, Maroc, India, Turcia, Slovenia , Argentina, Brazilia, Franța, Spania și
Rusia au fost dotate sau sunt în curs de a fi dotate cu utilaje concepute la Matrițe Dacia .
Departamentul Fișă Fabricație este primul departament di n cadrul Matrițe Dacia care
ia contact cu proiectul. Acesta es te responsabil cu realizarea procesului tehnologic de obținere
a pieselor , efectuând și simulări cu ajutorul soft -ului Autoform pentru a obține rezultate optime .
Tot în cadrul acestui departament se stabilesc și forțele necesare pentru a realiza fiecare operaț ie
în parte.
Departamentul Modeling este îm părțit în MP Data și NC Programare . MP Data se ocupă
cu realizarea suprafețelor complexe ale lamelor părților active, în special în cazul în care există
interferențe între acestea, dar și cu forma brută a părților active, transmițându -le proiectării în
veder ea asamblării în proiectul 3D. În cadrul departamentului Programare sunt întocmite
programele de comandă numerică necesare pentru prelucrarea anumitor component ale matriței.
Se fac atât prelucrări 2D, ale supra fețelor plane și găurilor, cât și prelucrări 3D, ale suprafețelor
părților active.
Departamentul Proiectare are ca principa le activități: proiectarea sculei 3D, realizarea
desenelor de execuție 2D, pentru componente non -standard, ce vor fi uzinate, și realizarea fișei
A3, care conține elemente ce nu se regăsesc în proiectul 3D, cum ar fi traseul circuitelor
electrice sau pneumatice.
De asemenea, tot proiectar ea se ocupă și cu alcătuirea nomenclatorului. Acesta conține
toate elementele componente ale sculei și informații despre acestea, precum: poziția,
denumirea, cantitatea, masa, dimensiunile, tratamentele termice aplicate.
Departamentul Modelărie e responsab il cu realizarea modelelor din polistiren. Acestea
sunt trimise la turnătorie pentru fabricarea părților turnate.
Departamentul Lansare se ocupă în principal de întocmirea procesului tehnologic de
execuție a ștanțelor și matrițelor, precum și de calculul n ormei de timp aferente. Un alt lucru
realizat de acest departament este cifrarea proiectelor pentru stabilirea costurilor estimative de
execuție a acestora.
În cadrul departamentului Prelucrare se fac toate prelucrările necesare pentru obținerea
componente lor matriței.

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
19
Departamentul Ajustură e responsabil cu realizarea ajustărilor, filetărilor, montărilor și
demon tărilor, precum și cu finisarea părților active.
Departamentul MAP realizează ultimele retușuri pentru aducerea sculei în parametrii
optimi de luc ru. Aici se fac tușări pentru a vedea dacă piesa este deformată uniform. Tușarea se
face și pentru verificarea abaterilor, precum cea a planeității suprafețelor de bazare sau cea a
paralelismului dintre partea superioară și partea inferioară.
Nu în ultimul rând, departamentul Calitate intervine în mai multe faze ale fluxului
tehnologic, pentru a vedea dacă acesta decurge în condiții optime. Departamentul realizează
modificări pe suprafețele active, în special pe cele de ținere a materialului, până când pies a este
conformă.
Între toate aceste departamente există legături într -un sens sau în ambele, datele de ieșire
ale unui departament reprezentând date de intrare pentru alt departament.
O schemă a fluxului tehnologic, centrată pe departamentul Proiectare, es te prezentată în
fig. 3.1.

Fig. 3.1 Schema fluxului tehnologic (Documentație Renault)

Obiectivul principal al lucrării de disertație a constat în analiza și proiectarea ștanței
de tundere , realizată la Matrițe Dacia conform norme lor Renault și aplicare a norme lor în
proiectarea propriu -zisă a unei astfel de scule. Un alt obiect iv a fost cel de realizare a une i
simulări pentru a analiza eforturil e care apar în timpul operației de tundere , asupra lamei de
tundere , analiză realizată cu ajutorul soft -ului Inventor , și compararea acest ora cu tensiunea
maximă admisibilă .

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
20
3.2 Procesul tehnologic pentru realizarea reperului

Prezentul studiu de caz este realizat pe baza reperului Pavilion (fig. 3.2).

Fig. 3.2 Reperul „ Pavilion ” (Documentație Renault)

Reperul Pavilion face parte din categoria elementelor de structură din caroseria
automobilului. Rolul funcțional al acestui reper este de a proteja pasagerii și de a reali za un
aspect pl ăcut. Materialul din care se fabrică acest reper este DC03, un oțel obținut prin laminare
la rece, p retabil pentru ambutisări. (Norme Renault).
Grosimea tablei din care se realizează reperul este de 0,6 mm.
Compoziția chimică, precum și proprietățile mecanice ale materialului sunt prezentate
în tabelul 3.1, respectiv tabelul 3.2.

Tabelul 3.1 Compoziți a chimică a materialului DC03 (Norme Renault)
Elementul C Mn P S
Concentrația
% Max. 0,10 Max. 0,45 Max. 0,035 Max. 0,035

Tabelul 3.2 Proprietățile m ecanice ale materialului DC03 (Norme Renault)

Procesul tehnologic pentru realizarea reperului Pavilion este compus din 6 operații,
schițele operațiilor sunt reprezentate în tabelul 3.3.

Proprietatea Rezistența de
curgere, R e Rezistența la
tracțiune, Rm Alungirea
(%) Anizotropie, r 90
Valoarea Max. 240 N/mm2 270 – 370 N/mm2 Min. 34 ≥ 1,3

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
21

Tabelul 3.3 Fișa de fabricație a reperului Pavilion (Documenta ție Renault) L7 – M4 – REVOZ
L7 – M4 – REVOZ
GP SE – E4S – 450 – MB
40
Tundere,perforare
îndoiere și
calibrare
GP SE – E4S – 450 – MB
30
Tundere, perforare
îndoiere
GP SE – E4S – 450 – MB
20
Tundere directă și
tundere pe direcția
camei

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
22

GP DE. L4F
6000 – 4000
10

Ambutisare

05
Croirea
semifabricatului
Linia de
produc ție
Linia de
rezervă
Tipul
presei
Operația
Titlu
Schiță
operație

În continuare se prezintă procesul tehnologic detaliat pe fiecare operație în parte.
Operația 0 5 (fig. 3.3) – se realizează croirea semifabricatului din foaia de tablă, cu
dimensiunile următoare: L = 1460 mm, l = 1411.4 mm.
Pentru a obține croirea semifa bricatului se proiectează o sculă numită decupă, aceasta
are rolul de a tăia tabla care se va folosi în operațiile următoare.

Fig. 3.3 Operația 01 – croire (Documentație Renault)

Operația 10 (fig. 3. 4) – în această operație se realizează ambutisarea semifabricatului
obținut din operația anterioară (opera ția 01 ).

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
23
Ambutisarea este operația de deformare plastică la rece prin intermediul căreia dintr -un
semifabricat plan se ob ține o piesă cavă.
În această operație se realizează următoarele :
a – butoane de marcaj, folosite pentru asigurarea că ambutisarea s -a realizat în
parametrii corespunzători;
b – găuri de centrare; acestea se fac doar pentru punerea la punct a matriței, nu și în
cazul producției de serie;
c – marcarea unui cod de identificare.

Fig. 3.4 Operația 10 – ambutisare (Documentație Renault)

Operația 20 (fig. 3. 5) – în cadrul acestei operații se realizează tunderea marginilor, pe
zonele marcate cu verde. Tunderea se realizează în direct , iar în zonele marcate cu cam
tunderea se face in dir ecția camelor sub unumite unghiuri .

Fig. 3. 5 Operația 20 – tundere (Documentație Renault)

Operația 30 (fig. 3. 6) – În aceasta operație se realizează operațiile de tundere (c),
perforare (c), îndoiere (a,b și d) și calibrare (d și e). Îndoierea este operați a prin care marginea
unui semifabricat se înconv oaie î n jurul unor muchii rectilinii, această operație este necesară
pentru obținerea unor zone care se vor folosi pentru prinderea semifabricatului in ansamblul
din care va face parte, calibrarea este proce deul de deformare plastică la rece care constă în
redistribuirea materialului în vederea obținerii unor calității mai mari ale semifabricatului

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
24
deoarece parametrii nu au ieșit din operația de ambutisare, tabla distribuindu -se diferit pe
poanson .

Fig. 3 .6 Operația 30 – tundere, perforare, îndoire (Documentație Renault)
Operația 40 (fig. 3. 7) – în această operație se realiz ează operații de tundere( g și i),
îndoire (a și h), perforare (c, d, e, f si g) și calibrare (a și b).

Fig. 3. 7 Operația 40 –tundere, îndoire , perforare și calibrare (Documentație Renault)

3.3 Date de intrare necesare proiectării ștanței de tundere pentru operația 20

Studiul de caz prezentat este realizat pentru operația 20, în cadrul căreia se regăsesc
operaț iile de tund ere prezentate anterior (fig. 3. 5).
Primul lucru pe care îl primim în cadrul departamentului de Proiectare, în vederea
realizării unei scule noi este fișa de fabricație 2D, ce reprezintă, în principal, schița operației.
Tot în această fișă găsim și linia p e care va urma să lucreze scula respectivă și un calcul al
eforturilor de lucru.

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
25
Tundere directă și tundere cu camă
-Tundere directă = 820 kN
– Tundere cu cama = 150kN
Efort presor = 2700kN
Efort total = 3670kN
Punctul de rotație : X=-1200 ; Y=0; Z=1250
Balansul: pozi ția mașinii

Observăm că forța totală necesară realizării operației 20 este de 3670kN , echivalentul.
Presa pe care ștanța va lucra este SPIERTZ GP.SE – 4000 kN x 2.7 m, ce dezvoltă o forță
maximă de 4000 kN, suficient pentru a învinge forța de 3670 kN.
Tot de la departamentul Fabricație primim fișa 3D (fig. 3.9), fără aceasta neputând să
realizăm proiectul 3D. În această fișă avem elemente precum piesa de intrare și piesa de ieșire
(fig. 3.10), dar și curbele de tundere și de perforare de care ne folosim pentru a proiecta
suprafețele active (fig. 3.1 1).

Fig. 3. 9 Fișa 3D (Documentație Renault)

Fig. 3. 10 Semifabricat și piesă (Documentație Renault)

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
26

Fig. 3.1 1 Curbele de tundere și perforare (Documentație Renault)

Tot în date de intrar e includem și suportul standard (fig. 3.1 2), pe care îl alegem din
biblioteca pe care o avem în cadrul companiei, în funcție de dimenisunile de care avem nevoie
pentru a construi scula. Acesta mai suferă de obicei modificări în timpul proiectării, dar, de
multe ori, aduce un câștig de timp în cadrul proiectării.

Fig. 3.1 2 Suport standard (Documentație Renault)
Un alt element pe care îl avem în categoria datelor de intrare este fișa presei pe care
ștanța va urma să lucreze. În aceasta găsim toate datele l egate de presă, precum dimensiunile
platourilor (inferior și superior) și zonele de prindere și centrare a sculei pe acestea (fig. 3.1 3),
dar și alte elemente de care trebuie să ținem cont la proiectarea sculei.

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
27

Fig. 3.1 3 Platouri presă de lucru (Docum entație Renault)

3.4 Elemente privind proiectarea ștanței de tundere

În proiectarea 3D a ștanței se pleacă așadar de la fișa primită de la departamentul „Fișă
de Fabricație ”, ce include piesa inițială și cea rezultată în urma operației respective și cur bele

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
28
necesare, în cazul nostru de tundere și de la un suport standard, pe care îl adaptăm la situația
existentă. Proiectarea sculei se realizează cu ajutorul soft -urilor specializate, unul dintre acestea
fiind CATIA V5.
Primele elemente care se pro iectează sunt elementele care conțin părți active:
poansonul, placa de presare, camele, lamele. În jurul acestora se construiesc sau se asamblează
și celelalte elemente, respectându -se normele Renault și/sau alte norme primite de la client.
Ștanța de tundere a mar ginilor, realizată în urma proiectării, este prezentată în figura
3.14:

Fig. 3.1 4 Ștanța de tundere a marginilor
Elementele turnate mari (suportul inferior, suportul superior, poansonul și placa de
presare) se realizează ținându -se cont de dimensiunile recomandate pentru o sculă de tundere și
perforare și de gabaritul acesteia.
Structura sculei se realizează și în funcție de amplasarea celorlalte elemente, fiind
necesar să se realizeze zone de așezare pentru acestea sau nervuri sub elementele asupra căro ra
apar eforturi. Sunt necesare, de asemenea, găuri de prindere și de centrare, bosaje de
manipulare, alte structuri pentru ghidare și reacțiuni, etc.
Fiind o sculă de gabarit mare, se recomandă următoarele dimensiuni: A = 40, B = 50, C
= 40, D = 30.

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
29
Const rucția sculei diferă și de modul de realizare a poansonului, monobloc sau raportat.
S-a adoptat, în acest caz, construcția cu poanson monobloc (fig. 3.1 5),

Fig. 3.1 5 Structura elementelor mari ale sculei

Manipularea sculei se face prin intermediul broșelor de manipulare . Modul de
construcție a zonei de manipulare este dat în funcție de diametrul broșei, care se alege în funcție
de greutatea sculei. Ștanța prezentată are o greutate aproximativă de 17 tone. S -au ales astfel
broșe de manipulare cu diametru l de 50 mm (fig. 3.1 6), o astfel de broșă putând susține 14 000
daN, aproximativ 14 tone, o cerință a normelor Renault fiind ca scula să poată fi manipulată cu
ajutorul a doar două broșe.

Fig. 3.1 6 Broșă de manipulare

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
30

După cum se observă și în imagine, broșele de manipulare se amplasează cât mai
aproape posibil de extremitatea sculei, folosindu -se câte 4 pentru fiecare suport , pentru o bună
echilibrare în timpul manipulării . Elementul marcat este o tăbliță antiintruziune, ce are rolul de
a preveni intro ducerea greșită a broșei de către operatori, evitând astfel posibile accidente
cauzate de desfacerea cablurilor.

Ghidarea între pachetul superior și cel inferior se face prin intermediul coloanelor și
bucșilor de ghidare, care sunt standard, structura tur natului în jurul acestora fiind construită
conform normelor.
Din cauza faptului că piesa nu este simetrică pe axa Y, pe această direcție vor apărea
eforturi diferite în ștanță. De aceea se folosesc plăcile de reacțiune, pentru închiderea eforturilor
apărut e.
Atât coloanele și bucșile de ghidare, cât și plăcile de reacțiune se dispun pe capetele
suporților. Acestea sunt construite în așa fel ca plăcile de reacțiune să intre în contact înaintea
coloanelor și bucșilor de ghidare (fig. 3.1 7). Totodată, acestea sunt dispuse pe același nivel cu
zona de lucru.

Fig. 3.1 7 Ghidarea sculei și preluarea eforturilor

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
31
Între așezările plăcilor de reacțiune, pe axa Y, se realizează un decalaj de 20 mm pentru
evitarea montării inverse a celor doi suporți (fig. 3.1 8).

Fig. 3.1 8 Decalaj pentru prevenire montării greșite a suporților (Norme Renault)

Poansonul (fig. 3.2 0) este construit monobloc , fiind construit din FGL21 5-HB, unde nu
mai are nevoie de suport. El mai prezintă o zonă care este realizată separat având risc mar e de a
ceda. Se realizează separat dintr -un material mai dur FGS600 -2A.
În jurul poansonului se fac așezări pentru cuțitele de deșeu, care se construiesc folosind
curbele din fișă.
Poan son asamblat
.

Fig. 3.2 0 Poanson

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
32
Pe partea superioară se construiesc și se asamblează, prin folosirea curbelor și punctelor
primite de la fișă, poansoanele de perforare și lamele de tundere, atât cele pentru tunderi pe
direcția presei, cât și tunder i sub anumite unghiuri, în acest caz lamele fiind asamblate pe came
(fig. 3.2 1).

Fig. 3.2 2 Părțile active de pe pachetul superior

Lamele sunt marcate cu „X ” pentru a atenționa operatorii că acestea trebuie scoase
pentru a permite demontarea plăcii de p resare.
Placa de presare are rolul de a fixa piesa pe poanson în vederea prelucrării. Pentru a
asigura acest lucru, placa de presare trebuie să intre în contact cu piesa înaintea celorlalte
elemente active. Prin urmare, cursa acesteia trebuie să fie mai ma re decât a celorlalte elemente.
Cum cea mai mare cursă pe direcția presei a elementelor ce realizează tunderea este de 30 mm,
conform cinematicii sculei, se alege o cursă a plăcii de presare acoperitoare, de 50 mm. Cursa
totală este de 80 mm, deoarece est e necesară o zonă de securitate de 2 mm.
Forța necesară pentru fixarea piesei este de 1 2 tone forță, conform fișei de fabricație.
Pentru o distribuție uniformă a forței de presare, se aleg cilindri cu gaz de 3 tone. Rezultă că
minimul necesar de cilindri c u gaz este următorul:
cilindri cilindriNr 4312. 

Cum cursa necesară este de 40 mm, alegem o cursă a cilindrilor cu gaz de 50 mm, pentru
siguranță, folosindu -se o cursă efectivă de maxim 90% din cursa totală.
mm totală cursa efectivă Cursa 45509.0 %90 .max  

Fiind u n element mobil, placa de presare necesită construcția unei rețineri pe pachetul
superior. Această reținere se va realiza cu ajutorul unor ciuperci de reținere asamblate pe
suportul superior (fig. 3.2 3), ciupercile de reținere se aleg în funcție de paramet rii indicați in
fișa de lucru, pentru poziționarea lor se ia în calcul centrul de greutate, rolul ciupercilor este de

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
33
a reține placa de presare când aceasta este in lucru , împiedicând astfel riscul de accidente care
constă în deteriorarea părților active a le ștanței , accidentarea operatorilor, cât și deteriorarea
elementelor din jurul ștanței.

Fig. 3.2 3 Reținerea plăcii de presare

Pentru tunderile pe direcții diferite față de cea a presei se folosesc came de tundere (fig.
3.24). Acestea transformă mișca rea de translație a presei în mișcare de translație pe direcția de
tundere necesară.

Fig. 3.2 4 Camă de tundere

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
34
Unghiul α reprezintă unghiul de atac al camei și este dat în fișa de fabricație. În cazul
tunderii unghiul Ɵ trebuie să fie de minim 45 de gr ade.
Cilindrii cu gaz au rolul de a scoate cama din prelucrare la cursa de revenire. În caz că
acestea se defectează, se asamblează, ca elemente de siguranță, urechile de retur pozitiv.
Acestea culisează pe partea inferioară a sculei până când cama iese di n prelucrare, evitând astfel
distrugerea elementelor active și a piesei.
Cama este ghidată pe pachetul superior cu ajutorul plăcilor de frecare, asamblate pe
suportul superior, pe camă fiind prelucrate bosajele cu care iau acestea contact. Ținând cont că
lungimea camei este de 520 mm, se folosesc 3 rânduri de plăci cu lățimea de 75 mm (fig. 3.2 6).

Fig. 3.2 6 Ghidarea camei

Fiind un element mobil, cama are nevoie de reținere. Pentru aceasta se folosesc plăcile
GIB, care au atât rol de reținere, cât și de g hidare (fig. 3.2 7). Acestea se aleg în funcție de masa
camei, care este de aproximativ 125 kg. Pentru o masă cuprinsă între 100 și 300 kg se folosesc
plăci de 240 mm, câte una pe fiecare parte a camei.

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
35

Fig. 3. 29 Diagrama cinematicii camei

Viteza camei în momentul retragerii:
sm Vcav / 3729.08.08.85401 

, unde V = viteza presei, în m/s , în momentul retragerii camei.
Energia elementului mobil:
Nm vWU 475.34.0 3729.021251212 2 

W = masa elementului mobil
α = coeficient (se consideră că opritorul absoarbe 40% din energia camei)
Astfel, numărul necesar de opritori va fi:
445.08.7475.31UcUn

Uc = 7.8 Nm (energia poten țială absorbită de un opritor).
Se adoptă astfel 1 opritor, dispu s la jumătatea camei .

3.5 Cinematica operației de tundere

Cinematica operațiilor trebuie gândită riguros pentru ca operațiile dorite să decurgă în
mod corespunzător, altfel putând avea probleme de la prezența unor abateri pe pie să până la
distrugerea matriței, datorată unor interferențe.
Schema cinematicii operației de tundere pentru reperul Aripă este prezentată în fig. 3.3 0.
În cinematica operației sunt centralizate cursele cu care se lucrează in timpul realizării tunderii
semifabricatului, se pot observa : atacul pl ăcii de reacțiune, atacul coloanelor de ghidare, atacul
stocajului, cursa pre sorului și perforarea în direct. Tot în această schemă sunt reprezentate și
caracteristicile camelor.

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
36

Fig. 3.3 0 Cinematica operației de tundere

În momentul începerii cursei de lucru a presei, placa de presare este coborâtă cu cursa
de 40 mm, în pachet ul superior, fiind acționată de cilindrii cu gaz (fig. 3.3 1). De asemenea,
camele de tundere sunt retrase, ele începându -și cursa în momentul când iau contact cu plăcile
de ghidare de pe suportul inferior.

Fig. 3.3 1 Începutul cursei de lucru

Primul con tact are loc între plăcile de frecare, pentru preluarea reacțiunilor (fig. 3.3 2).
Acestea apar datorită distribuirii inegale a eforturilor pe direcția Y. Conform normelor Renault,
reacțiunile trebuie preluate înainte ca suporții să intre în ghidare, pentru a nu distruge coloanele
și bucșile de ghidare.

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
37
Așadar, al doilea contact are loc între coloanele și bucșile de ghidare, asigurându -se
astfel ghidarea între pachetul superior și cel inferior.

Fig. 3.3 2 Plăcile de frecare și coloanele de ghidare

În conti nuare are loc contactul plăcii de presare cu piesa (fig. 3.3 4), piesa fiind în acest
moment fixată pe poanson, urmând a fi prelucrată.

Fig. 3.3 4 Contactul plăcii de presare
Urmează tunderea marginilor, realizată cu ajutorul lamelor de tundere prezentată în
figura 3.35.

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
38

Fig. 3.3 5 Realizarea tunderii marginilor

Următoarea prelucrare realizată este tundere sub unghiul de 45 de grade, efectuată cu
ajutorul camei 1 (fig. 3.3 6), se poate observa cama 1, placa de presare, lama de tundere care
este prinsă pe camă, piesa și poansonul.

Fig. 3.3 6 Tunderea cu cam ă

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
39
4. ANALIZA CU ELEMENT FINIT A POANSONULUI NECESAR GHIDARII CU
AJUTORUL PLĂCILOR DE FRECARE

4.1 Metoda elementului finit (MEF)
Simularea se realizează pentru a vedea daca structura poansonului este destul de rigida
și nu va ceda după mai multe repetări.Structura trebuie să fie rezistentă deoarece ștanța are un
ciclu pentru un autovehicul care este produs între 3 -5 ani.Dacă structura nu rezis tă, trebuie
reproiectată cu pereți si nervuri mai groase.Se mai poat e folosi si alte plăci de frecare.

Fig 4 .1 Structura poansonului
Cu ajutorul soft -ului Inventor se realizeaza simularea comportări mecanice a structurii
poansonului .
Analiz ăm daca p oansonul rezista în t impul realizării reperului sub acțiunea for ței de
3670kN și daca se produc deformări.
Pentru a se putea realiza simularea prin metoda cu element finit se iau în calcul caracteristicile
materialului și se urmărește anularea gr adelor de libertate.
Elementul de analizat este realizat din fontă , modulul lui Young 1.2e+011N /m2 și
coeficientul lui Poisson 0.291.
Realizarea modelului se face plecând cu introducerea corpului în modulul Stress
Analysis și stabilirea caracteristicilor materialului care se face utilizând biblioteca cu materiale .

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
40

Fig 4.2 Alegerea materialului
Cu ajutorul modulului Stress Analysis care presupune analiza statică a structurii
metalice, în condițile unor constrângeri impuse și a unor încărcări cu anumite f orțe se poate
realiza modelul cu elemente finite.
Se introduc constrângerile pentru anularea gredelor de libertate, ele se pun cu ajutorul
funcției ,,clamp’’. În cazul de față se preiau deplasările după axa X și Y și se încastrează .

Fig 4.3 Constrangeri geometrice

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
41
4.2 Procesarea modelului și vizualizarea rezultatelor
După stabilirea constrângerilor geometrice și introducerea forței distribuite se poate lansa
modulul de calcul. În urma finalizări procesului de calcul se poate vizualiza starea def ormării
dar și animația procesului de deformare. Acest proces de deformare poate fi modificat la o
scară mai mare sau mai mică (figura 4 .4).

Fig 4.4 Aplicarea forței
În figura 4.5 este prezentat câmpul de deplasări, iar în figura 4.6 efortul .

Fig 4.5 Vizualizarea câmpului de deplasări

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
42

Fig 4.6 Efortul

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
43
Din ana liza câmpurilor de deplasări elementul analizat are o struct ură care nu rezistă . În
urma simularii observă m că deplasarea deformației de 5,836 mm și tensiune este de 8680 MPa
pe xx , 3401 MPa pe YY și 3826 MPa pe ZZ, în acest caz se ia în calcul gă sirea de sol uții pentru
rezistenț a suportului unde se așează plăcile de ghidare .
Soluția necesară este de a consolida suportul cu in perete mai gros și de adăuga o ne rvura
pe mijlocul structurii , modificâ ndu-i structura, noul pod este prezentat în figura 4.7. S-a
modificat structura astfel încât structura suportului sa reziste în funcționarea de zi cu zi a
matriței, realizându -se astfel lotul de piese necesare producți ei de mașini.

Fig 4.7 Stuctura modificată
Se poate observa în figura 4.8 că structura are o deplasare a deforma ției mult mai mică de
0.599mm și în figura 4.9 observăm că tensiunea a scăzut, structura rezistând astfel .

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
44

Fig 4.8 Vizualiza rea câmpului de deplasări

Fig 4.9 Vizualizarea câmpului de tensiuni

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
45
Partea a III – a. CON CLUZII ȘI CONTRIBUȚII PERSONALE

Această lucrare a fost realizată în cadrul stagiului efectuat în departamentul Studii din
cadrul Direcției Matrițe Dac ia, unde proiectarea ștanțelor și matrițelor se face cu respectarea
normelor Alianței Renault -Nissan. Plecând de la acest aspect, capitolul 2 din studiul bibliografic
a fost realizat prin studierea acestor norme, în cadrul acestuia regăsind elemente specif ice
operațiilor de tundere a marginilor. De asemenea, sunt prezentate structura generală a unei
ștanțe de tundere, precum și noțiuni legate de elementele active ale unei astfel de scule.
Diversitatea și complexitatea elementelor de caroserie din industria de automobile
impune proiectarea unor scule unice pentru fiecare piesă, această proiectare începând de la piesa
ce trebuie să rezulte în urma operațiilor realizate de sculele respective și de la o serie de date
inițiale, primite de la departamentul Fabric ație și de la client, date precum forțele necesare
realizării fiecărei operații, linia de fabricație pe care vor lucra sculele respective sau alte
elemente caracteristice. Prezenta lucrare este elaborată pe baza operației de tu ndere a reperului
Pavilion , realizat dintr -un oțel pentru deformare plastică la rece.
Sculele de deformare plastică la rece sunt de o complexitate ridicată, fiind construite
dintr -o varietate de elemente , în funcție de situația existentă. Aceste elemente pot fi construite
sau standard izate și se aleg în urma recomandărilor sau cerințelor din normele Renault -Nissan
sau în urma unor calcule. O sinteză a modului de construcție și de alegere a unor elemente ale
sculei este realizată în capitolul 3. Un alt aspect studiat în cadrul acestui c apitol este cel al
cinematicii sculei de tundere a marginilor. Aceasta are un rol foarte important în construcția
sculei, cursele elementelor active fiind studiate minuțios pentru realizarea unor prelucrări
conforme și pentru evitarea interferențelor dintr e elemente.
Un alt aspect, studiat în ultimul capitol, este legat de analiza cu element finit al
poansonul ui, unde are loc ghidarea , pentru a determina dacă acesta rezistă solicitărilor apărute
în timpul realizării operației de tundere .
Contribuțiile perso nale în elaborarea acestei lucrări sunt următoarele:
– proiectarea ștanței de tundere
În cadrul capitolului 3 am prezentat o serie de elemente privind proiectarea ștanței de
tundere, plecând de la datele inițiale, primite de la departamentul Fișă Fabrica ție și de la normele
Renault -Nissan. Am prezentat modul de construcție a sculei și am ales și proiectat elementele
acesteia conform normelor și realizând o serie de calcule necesare pentru alegerea acestor
elemente.
– analiza cu element finit a poansonului , unde are loc ghidarea între pachetul superior
și cel inferior.
Simularea am realizat -o cu ajuto rul soft -ului Inventor . Am pregătit poansonul după care
am aplicat forț a necesară în timpul operației de tundere , construcția poansonului nu rezist ă
solic itării forței ceea ce a dus la reproiectarea structurii, realizând un perete mai gros și
adăugând o nervură suplimentară.

Ingineria și Managementul Fabricației Produselor Radu -Andrei ȘERB
46
BIBLIOGRAFIE

 Ciocârdia, C., Drăgănescu, Fl., Sindilă, Gh., Carp -Ciocârdia, C., Pîrvu, C. (1991). Tehnologia
presării la re ce. București: Editura Didactică și Pedagogică.
 Dobrescu, I., Popescu P. (2002). Prelucrări prin deformare la rece a tablelor. Pitești: Editura
Universității din Pitești.
 Dobrescu, I. (2007). Tehnologii de deformare la rece . Pitești: Editura Universității din Pitești .
 Dobrescu, I. (2012). Tehnologia presării la rece. Pitești: Editura Universității din Pitești .
 Iliescu C. (1977). Tehnologia ștanțării și matrițării la rece. București: Editura Didactică și
Pedagogică.
 Iliescu, C. (1984). Tehnologia presării la rece. București: Editura Didactică și Pedagogică.
 Marinciuc, M. (2008). Fizicieni iluștri. Fizica și tehnologiile moderne, vol. 6 , p. 60.
 Tănase, V. (2012). Presarea la rece . Accesat [12, 03, 2017], de la
http://tehnologiidimitrieleonida.wikispaces.com/file/view/T18+Presarea+la+rece.pdf .
 Tăpălagă, I., Achimaș, Gh., Iancău, H. (1980). Tehnologia presării la rece (Vol. 1). Cluj –
Napoca: Lito UTCN.
 Teodorescu, M. , Zgură, Gh. (1980). Tehnologia presării la rece. București: Editura Didactică
și Pedagogică .
 Teodorescu, M., Zgură, Gh., Drăgănescu, Fl., Nicoară, D., T randafir, M., Sindilă, Gh. (1983 ).
Elemente de proiectare a ștanțelor și matrițelor. București: Editura Didactică și Pedagogică.
 *** Norme Renault.
 https://dictedu.wordpress.com/category/fizica/ , accesată la 28.04.201 8.
 http://www.finemetal.ro/images/uploads/6d83a7744e094fa78345c1b5da996c0e_1.2379.pdf ,
accesată la 1 1.05.201 8
 https://elemente -caroserie.afacerist.ro accesată la 1 1.05.2018.
 http://www .lada.ru/en/cars/xray/hatchback /about .html accesată la 11.05.2018.