Prof. dr. ing. DUMITRESCU Andrei 2020 Universitatea POLITEHNICA din București Facultatea de Inginerie Industrială și Robotică Program de studii… [302848]

[anonimizat]: [anonimizat],

Prof. dr. ing. DUMITRESCU Andrei

2020

[anonimizat]: [anonimizat],

Prof. dr. ing. DUMITRESCU Andrei

2020

Departamentul Tehnologii de Construcții de Mașini

Studii universitare de Licența

Domeniul

Programul de studii

TEMA

PROIECTULUI DE DIPLOMĂ

Proiectarea procesului tehnologic si a unor echipamente de fabricare a reperele Placa R2- 007 -642.01 si Placuța PE -03

Autor,

Absolvent: [anonimizat],

Prof. dr. ing. [anonimizat],

Prof. dr. ing. DOICIN Cristian Prof. dr. ing. SAVU Tom

2020

CURPINS

PARTEA I: TEHNOLOGIA FABRICARII PRODUSELOR

PARTEA II: ECHIPAMENTE DE FABRICARE

TEMA PROIECTULUI……………………………………………………………………………. 67

SOTP – determinarea Schemelor de Orientare Tehnic Posibile……………… 68

2.1 Schița Operației……………………………………………………………………….… 69

2.2 Evidențierea Conditiilor

2.3 Selectarea condițiilor și obținerea condițiiilor determinate

2.4 Geometrizarea condițiilor determinante și obținerea extremelor

2.5 Selectarea extremelor dependente

2.6 Explicitarea extremelor dependente și obținerea extremelor dependente explicite

2.7. Ordonarea extremelor dependente explicite și obținerea extremelor dependente explicite ordonate

2.8 Combinarea simbolurilor și obținerea schemelor de orientare tehnic posibile

DETERMINAREA SOTA

3.1 Precizarea criteriului tehnic de selectare

3.2 Determinarea erorilor de orientare admisibile

3.3 Determinarea erorilor de orientare caracteristice

3.4 Întocmire tabel decizional SOTA

SCHEMA DE ORIENTARE OPTIMA

DATE PROCES TEHNOLOGIC

5.1 Mașina unealtă

5.2 Scule așchietoare

5.3 Valoarea forței și a momentului de așchiere și caracteristici ale piesei

DETERMINAREA SCHEMELOR DE ORIENTARE ȘI FIXARE TEHNIC POSIBILE

6.1 Creare tabel forțe

6.2 Determinarea forței de reglare

6.3 Determinarea forțelor în regim tranzitoriu

6.4 Determinarea forțelor în regim de prelucrare

STABILIREA ELEMENTELOR ȘI VALORILOR NECESARE RULĂRII SIMULĂRII FEA

DETERMINAREA SCHEMEI DE ORIENTARE ȘI FIXARE OPTIME

8.1 Întocmirea schiței de principiu a ansamblului dispozitivului și descrierea unui ciclu de funcționare

Ansamblul dispozitivului Anexa 1

PARTEA III: TEHNOLOGIA DE DEFORMARE PLASTICA LA RECE

Proiectarea tehnologiei de prelucrare

Analiza piesei

1.1 Rolul funcțional

1.2 Verificarea desenului de execuție

1.3 Materialul piesei

1.4 Stabilirea formei și dimensiunilor semifabricatului plan

Studiul tehnologicitații

2.1 Tehnologicitatea condițiilor tehnice impuse

2.2 Tehnologicitatea suprafețelor obținute prin perforare

2.3 Tehnologicitatea formelor îndoite ale piesei

Analiza diferitelor variante de proces tehnologic

Analiza croirii semifabricatului

4.1 Marirea puntițelor

4.2 Calculul lațimii benzii sau fâsiei

Proiectarea (procesului tehnologic) schemei tehnologice

5.1 Calculul centrelor de greutate ale poansoanelor

Calculul forțelor și stabilirea poziției centrelor de presiune

Proiectarea echipamentului de deformare

2. Calculul de verificare al unor elemente componente

3. Calculul dimensiunilor nominale și stabilirea abaterilor elementelor active

4. Realizarea desenelor de execuție

5. Alegerea utilajului de presare

6. Indicații privind exploatarea,întretinerea și recondiționarea ștanței sau matriței

7. Norme de protecția muncii

Partea grafică

1. Desenul de execuție al piesei.

2. Desenul de execuție al semifabricatului plan.

3. Desenul de ansamblu al ștanței sau matriței proiectate.

4. Desenul de execuție ale unor elemente active.

PARTEA I: TEHNOLOGIA FABRICARII PRODUSELOR

CAPITOLUL 1

DATE INITIALE GENERALE PENTRU PROIECTAREA PRODUSULUI

1.1 Produsul si desenul de executie

Un reper trebuie sa participe la realizarea functiei globale a produsului, sau functiilor partiale ale ansamblului sau subansamblului din care face parte si la realizarea conditiilor impuse acestor functii ( restrictiile functiilor )

Reperul este reprezentat 3D in figura de mai jos :

Fig. 1.1 Reprezentarea 3D a produsului

1.2 Desenul de ansamblu

1.3 Volumul de productie

Conform cerintelor de proiectare volumul de productie este 5000 buc/an.

1.4 Conditii de livrare, fondul de timp

Fondul de timp este de 4016 ore. Piesele se vor livra către beneficiar semestrial.

1.5 Date referitoare la unitatea de productie

1.5.1 Denumirea entitatii de productie : S.C. CONSTRUCT TEHNOLOGY S.R.L.

1.5.2 Dotarea tehnologica

Aceasta companie executa procese de prelucrare prin aschiere CNC, sudura, prelucrari mecanice, frezare universal, gaurire si rectificare, gravare si inscriptionare si proiectare

Echipamentele de prelucrare prin aschiere CNC care sunt in aceasta companie sunt :

Centru de prelucrare cu comanda numerica cu 3 axe

Strung longitudinal classic

Masina de gaurit

1.5.3 Regimul de utilizare a resurselor umane : 8 ore/ 5 zile ale saptamanii, 1 schimb/zi.

1.6 Obiective principale

Introducerea unui nou proces tehnologic in vederea realizarii reperului cu costuri cat mai mici si timp de fabricare minim.

CAPITOLUL 2

ANALIZA CONSTRUCTIVE FUNCTIONALA SI TEHNOLOGICA

2.1 Analiza desenului de executie al reperului

Desenul de executie a fost analizat si au fost realizate actualizari asupra acestuia privind abaterile anumitor suprafețe care nu au fost in conformitate cu rolul funcțional al acestora, precum si rugozitatile acelor suprafete (fig. 2.1), toate alezajele au fost trecute in clasa alezaj unitar. Pentru o prelucrare mai usoara (fig. 2.2), au fost notate deasupra indicatorului rugozitatea generala precum si abaterile cotelor netolerate conform ISO 2768 mK,

a. conforma

b neconforma

Fig. 2.1 Aplicarea corecta a rugozitatii in fuctie de rolul suprafetelor

Fig. 2.2 Trecerea alezajelor in sistem alezaj unitar

2.2 Analiza caracteristicilor constructive prescire piesei

Aliajele fierului sunt cele mai intrebuintate material metalice, atat in industrie, in general, cat si in constructia de masini, in special. Acestea se datoreaza, intre altele, si pretul de cost scazut.

Materialul impus in constructia piesei este GE 300 – SR EN 10293:2005 (OT 600-3 – STAS 600-82).

2.2.1 Caracteristici prescrise materialului piesei

Simbolul

Se simbolizeaza cu grupul de litere OT (otel turnat) urmat de un grup de cifre care indica rezistenta minima la rupere (N/)

Compozitia chimica

Compozita chimica a materialului este prezentata in tabelul urmator.

Tabelul 2.2.1 Compozitie chimica al materialului

Proprietati fizico-mecanice

Principalele proprietati fizico-mecanice ale materialului sunt prezentate in tabelul urmator.

Tabelul 2.2.2 Proprietatile materialului

Tratamente termice posibile

Modul de livrare

Otelul se livreaza in stare recoapta, dupa normalizare si detensionare sau dupa normalizare, calire si revenire, in piese, sub forma de lingouri.

2.2.2 Caracteristici prescrise suprafetelor

Pentru simplificare, am notat doar suprafetele cu un rol functional important si care urmeaza a fi prelucrate (fig.2.2.1).

Fig. 2.2.1 Notarea suprafetelor care urmeaza a fi prelucrate

Caracteristicile prescrise suprafețelor se prezintă în tabelul 2.2.3

Tab. 2.2.3 Caracteristicile suprafetelor

2.2.3 Masa piesei

Pentru calculul masei s-a folosit programul de proiectare Autodesk Inventor 2018 desenandu-se reperul in varianta 3D si apoi calculand cu ajutorul comenzilor acestui soft masa piesei ca in figura urmatoare:

Fig. 2.2.3 Masa piesei

Masa = 0,489 kg

2.2.4 Clasa piesei

Conform desenului de executie si a caracteristicilor piesei se poate spune ca piesa face parte din clasa placi.

2.3 Analiza caracteristicilor functionale ale piesei

2.3.1 Rolul functional al piesei

Rolul acestei piese este acela de asamblare, fixare si ghidare a unui element mobil cu ajutorul suprafetelor S7, S8, asigurandu-se rigiditatea cu ajutorul suprafetei S10 si a alezajului Ø8.

2.3.2 Rolul functional al suprafetelor piesei si ajustaje prescrise

Rolul functional al suprafetelor piesei

In general, rolul functional al piesei este dat de rolul functional al tuturor suprafetelor acesteia, asadar acestea se prezinta in tabelul 2.3.2

Tabelul 2.3.2 Rolul functional

Ajustaje prescrise

Ajustajele prescrise reperului sunt :

Pentru suprafata S9 : Ø8 JS7

Pentru suprafata S8 : Ø34

2.4 Analiza caracteristicilor tehnologice ale piesei

2.4.1 Prelucrabilitatea materialului

Prelucrabilitatea materialului este relativ buna. Otelurile carbon turnate in piese sunt semidure, fiind si usor turnabile.

2.4.2 Forma constructiva a piesei

Piesa este compusa din forme geometrice simple, suprafetele esentiale rolului functioanal al acesteia fiind plane si cilindrice, asadar se poate estima ca, in etapele urmatoare, nu vor fi probleme deosebite in prelucrarea lor.

2.4.3 Posibilitatea folosirii unor suprafete ale piesei ca baza de referinta sau orientare si fixare

Bazarea se va face în prima operație pe suprafețele rezultate din turnare, ca mai apoi, pentru a realiza o precizie bună se vor folosi suprafețele anterior prelucrate. În primele operații vor constituii ca baze de așezare suprafața S1.

2.4.4 Analiza prescrierii rationale ale tolerantelor

In baza analizei desenului de executie si a explicatiilor tabelare 2.2.2 si 2.3.3 se poate constata ca tolerantele sunt prescrise rational.

2.4.5 Gradul de unificare al caracteristicilor constructive

Gradul de unificare este unul dintre indicii de tehnologicitate absoluti utilizati pentru aprecierea tehnologicitatii produselor (a celor de tip piesa, in mod special).

Acesta se poate determina cu relatia 2.4.5:

𝜆 =

unde: 𝑙𝑡 −numarul total de elemente constructive de tipul respectiv; 𝑙𝑑 −numarul de elemente diferite.

𝜆 =

unde avem : o gaura 37, o gaura 8, o gaura 35, o gaura 5.

Tesiturile sunt toate realizate 0,5×45°, cee ace conduce la grad de unificare de 𝜆= 100%

Pentru razele de racordare, 𝜆 este:

𝜆 = = 89 %

unde avem : 26 raze de R4, 2 raze de R1 , 2 raza de R22, o raza de R18

In continuare se va calcula un grad de unificare mediu :

𝜆 = 63 %

2.4.6 Concordanta dintre caracteristicile prescrise si conditiile de tehnologicitate

Semifabricatul este obtinut prin turnare, astfel trebuie respectate o serie de conditii pentru a nu aparea diferite defecte. In tabelul 2.4.6. sunt detaliate principalele conditii de turnare, dar si conditii ale procedeelor de aschiere.

Tabel 2.4.6. Caracteristicile piesei

CAPITOLUL 3

SEMIFABRICARE SI PRELUCRARI

3.1 Proiectarea semifabricatului

a) Date initiale

– Materialul piesei: Otel turnat OT600-3 / GE300

– Seria de fabricatie: 5000 buc/an

– Caracteristicile piesei sunt conform tabelului 2.2.2

b) Metoda de semifabricare : Turnare

Avand in vedere materialul impus realizarii piesei, metoda de semifabricare este turnarea. Turnarea este procedeul de semifabricare a unei piese prin solidificarea unei cantitati determinate de metal lichid, introdus intr-o cavitate de configuratie corespunzatoare.

c) Procedeul :

Procedeele de turnare se clasifica in functie de numarul de piese obtinute in forma de turnare. Numarul ridicat de piese de realizat (zeci de mii) duce la procedeul de turnare in forme permanente.

Pe aceasta baza au fost luate in cauza doua variante tehnic acceptabile care se prezinta in tabelul 3.1.1

Tab. 3.1.1 Metoda si procedeul de semifabricare

d) Adaosuri de prelucrare

Există 16 clase de toleranțe ale pieselor turnate,notate de la CT1 până la CT16, conform tabelului 3.1.2

Pentru cotele la care toleranțele generale nu sunt adecvate se prevăd toleranțe individuale.

Tab. 3.1.2 Clase de tolerante ale pieselor turnate

Se alege astfel clasa de toleranță CT11 pentru adaosuri mari și CT9 pentru adaosuri mici.

Sunt prevazute 10 clase de adaosuri de prelucrare, notate de la A la K si prezentate in tabelul 3.1.3. Toate suprafețele care se prelucrează în turnătorie și adaosurile necesare pentru prelucrarea finală se indică pe desen de către client, conform ISO 1302.

Tab. 3.1.3 Adaosuri de prelucrare in frunctie de clasa

Clasele recomandate pentru adaosuri de prelucrare prevazute in functie de anumite aliaje sau metode de fabricatie, cu caracter informativ, sunt prezentate in tabelul 3.1.4

Tab. 3.1.4 Clase tipice de adaosuri de prelucrare

Se alege conform tabelului metoda de formare in amestec clasic, mecanizata si forme coji, clasa pentru adaosuri mici fiind F, iar pentru adaosuri mari, H.

Se vor prezenta principalele dimensiuni ale suprafetelor semifabricatului cu adaosuri mari, care fac parte din clasa H (tab. 3.1.5)

Tabelul 3.1.5 Caracteristicile semifabricatului cu adaosuri mari

Principalele dimensiuni ale suprafetelor cu adaosuri “mici” care fac parte din clasa F se vor prezenta in tabelul 3.1.6.

Tab 3.1.6 Caracteristicile semifabricatului cu adaosuri mici

e) Sporurile de înclinare a pereților piesei

Inclinarile de formare se prevad, in general, laperetii verticali ai pieselor turnate pentru ca dupa formare sa fie posibila extragerea modelului de forma sau a miezului din cutia de miez fara sa se deterioreze suprafata activa a acestora.

Inclinatiile de formare din punct de vedere al constructiei piesei sunt date in tab. 3.1.7

Tab. 3.1.7 Unghiul de inclicare al peretilor verticali

Pentru a preveni o creștere exagerată de manoperă și pierderi de metal prin așchiere, mărimea înclinărilor constructive este reglementată conform tabelului 3.1.8

Tab. 3.1.8 Unghiurile de inclinare constructive admise

Se va alege pentru suprafetele S3,S5,S7,S8 unghiul de inclinare 1°10’.

Avand in vedere nevoia de o prelucrabilitate cat mai rapida si eficienta, se ia in considerare semifabricatul cu valori mici ale adaosurilor si va anexa desenul acestuia de executie.

3.2 Prelucrari

a) Date initiale:

– Tipul si caracteristicile suprafetelor din tabelul 2.2.2

– Materialul piesei: Otel turnat OT600-3 / GE300

– Seria de fabricatie: 5000 buc/an

– Caracteristicile piesei sunt conform tabelului 2.2.2

– Semifabricat: Conform cap. 3.1.1

– Recomandari

3.2.1 Stabilirea prelucrărilor necesare folosind metoda coeficienților de precizie

Se determină coeficienții de precizie și rugozitate folosind relația 3.2.1:

𝑲𝒑𝒕𝒐𝒕 =

𝑲𝒓𝒕𝒐𝒕 =

în care: Tdsf reprezintă toleranța dimensională a semifabricatului în mm (sau 𝜇𝑚); Tdp – toleranța dimensională piesei rezultată în urma prelucrării în mm (sau 𝜇𝑚); Rasf – rugozitatea semifabricatului (𝜇𝑚); Rap – rugozitatea piesei (𝜇𝑚); Ra – abaterea medie aritmetică a profilului evaluat (𝜇𝑚).

În tabelul 3.2.1 se prezintă caracteristicile cele mai restrictive cu privire la prelucrarea suprafețelor piesei.

Tab 3.2.1 Caracteristici de prelucrare

Pentru simplificarea metodei se vor calcula acele dimiensiuni, care se prezinta a fi cele mai restrictive:

Pentru suprafata S7:

Calculul coeficientului total necesar:

𝑲𝒓𝒕𝒐𝒕 = =

2. Stabilirea prelucrarilor intermediare tehnic acceptabile si a coeficientilor intermediari asociati acestora, Ki:

Se propune ca operatie finala de alezare (Raa=1,6 μm).

Anterior acestei prelucrari se propune largire, care permite obtinerea unei rugozitati Raff=3,2 μm.

Ki =

Se propune ca inaintea largirii, sa se realizeze gaurirea, care permite obtinerea unei rugozitati de Ra=12,5 μm.

Ki =

Pe aceasta baza, pentru toate procedeele de prelucrare aplicate suprafetei S7 se obtine produsul de rapoarte care realizeaza succesiunea de prelucrari considerata:

=

=> Conditie acceptata si indeplinita

3.2.2 Metoda calcului diferentei treptei/clasei de precizie de la semifabricare la prelucrare

Metoda se bazeaza pe ipoteza ca o prelucrare poate realiza maxim doua trepte (clase de precizie) in prelucrarea supfatelor.

In tabelul 3.2.2 sunt prezentate prelucrarile necesare pentru indeplinirea caracteristicilor suprafetelor piesei ce urmeaza a fi prelucrata.

Tab 3.2.2 Stabilirea prelucrărilor folosind metoda calcului diferenței de trepte

În tabelul 3.2.3 sunt prezentate prelucrările necesare pentru indeplinirea caracteristicilor suprafetelor piesei ce urmeaza a fi prelucrată.

Tab. 3.2.3 Stabilirea prelucrailor principale

CAPITOLUL 4

PROCESE TEHNOLOGICE DE REFERINTA

Procesul tehnologic este definit ca fiind “totalitatea operatiilor care comporta prelucrari mecanice sau chimice, tratamente termice, impregnari, montaje etc. si prin care materiile prime sau semifabricatele sunt transformate in produse finit.

4.1 Procesul tehnologic tip

Datorita experientei vaste in domeniul ingineriei, al tehnologiilor de prelucrare este indicat ca inainte de proiectarea procesului tehnologic pentru piesa de realizat sa se consulte bibliografia de specialitate. In continuare este detaliata tehnologia tip pentru fabricarea placilor.

a) Prelucrarea suprafetelor de orientare temporare si permanente;

b) Prelucrarea de degrosare a alezajelor;

c) Prelucrarea gaurilor pentru suruburile de asamblare corp-capac;

d) Prelucrarea finala a alezajelor din capul si piciorul bielei dupa resarea bucsei-cuzinet in picior;

e) Ajustarea masei bielei;

f) Control final.

4.2 Procesul tehnologic existent

In cazul de fata, pentru corpul “piesa de comanda” nu exista un proces tehnologic pus in aplicare. Scopul proiectului este acela de a dezvolta unul unic.

CAPITOLUL 5

STRUCTURA PRELIMINARA A PROCESULUI TEHNOLOGIC

Pentru stabilirea structurii preliminare a proceselor și sistemelor de producție se folosesc următoarele date cunoscute:

a) Date initiale:

– Tipul si caracteristicile semifabricatului

– Precizia prescrisa fiecarei suprafete: desen de executie, tabelul 2.2.2

– Materialul piesei: Otel turnat OT600-3 / GE300

– Seria de fabricatie: 5000 buc/an

5.1 Analiza principalelor restrictii privind continutul si succesiunea operatiilor

In tabelul 5.1 se prezinta principalele restrictii ce trebuie respectate in vederea realizarii proiectarii procesului tehnologic de fabricare privind continutul si succesiunea operatiilor si a fazelor. Aceste restrictii fac referire la principiul diferentierii (in cazul de fata), la continutul primei operatii, la succesiunea unor prelucrari, a unor suprafete, dar si la alegerea suprafetelor tehnologice.

Restrictia 1 se refera la: alegerea suprafeței tehnologice (de așezare) la prima operație de prelucrare. In tabel sunt detaliate caracterele indeplinite.

Restricția 2 referitoare la necesitatea așezării piesei numai pe suprafețe prelucrate, la toate operațiile procesului tehnologic, cu excepția operațiilor “de inceput”. Așezarea piesei, la toate operațiile procesului, trebuie să se facă numai pe suprafețe prelucrate. Se exceptează prima operație, pentru care nu există suprafețe prelucrate și operația 2 sau 3 (maxim) în care unele grade de libertate se impun a fi preluate cu participarea unor suprafețe neprelucrate ale piesei, datorită imposibilității obiective de prelucrare a acestora în prima operație.

Restricția 3 se refera la numărul minim al schemelor de orientare și fixare, sau “Principiul unicității suprafețelor tehnologice”.

Restricția 4 – La fiecare operație se vor alege ca suprafețe tehnologice, in primul rând, acele suprafețe ale căror baze sunt baze de cotare pentru suprafețele care se generează.

Tab. 5.1 Restrictii operatii si faze

5.2 Prezentarea proceselor tehnologice preliminare

In continuare se se vor detalia, in tabelul 5.2.1, procesele tehnologice preliminare in cazul folosirii unor masini unelte clasice, semifabricatul avand adosuri tehnologice mari si respectiv procesul tehnologic preliminar in cazul folosirii unor masini unelte cu comanda numerica pentru semifabricatul cu adaos mic.

In ambele procese prima operatie se realizeaza pe baza suprafetei S6 din cadrul reperului, aceasta avand intinderea cea mai mare si respectand cele mai multe conditii din cadrul capitolului 5.1.

Tabelul 5.2.1 Procesele tehnologice preliminare

CAPITOLUL 6

STRUCTURA DETALIATA A PROCESULUI TEHNOLOGIC

La fiecare varianta s-au stabilit si schemele de orientare si fixare (SOF) ale piesei pe masina unealta, evidentiate in Tabelul 6.1.1

Tab. 6.1.1 Proces tehnologic 1

Tab. 6.1.2 Proces tehnologic 2 – masini CNC

6.2 UTILAJE SI SDV-URI, METODELE SI PROCEDEELE DE REGLARE LA DIMENSIUNE

6.2.1 Utilaje

Având in vedere capitolele anterioare si procesele tehnnologice detaliate din tabelele 6.1.1/2, din cadrul primului proces si al doilea, in tabelul 6.2.1.a/b se detaliază utilajele folosite in functie de fiecare operatie in parte.

Tab. 6.2.1.a Utilaje pentru PT 1

Sursa:

[1] https://www.ebernardo.ro/masina-de-frezat-universala-bernardo-uwf-90-cu-cititor-digital-pe-3-axe.html;

[2] https://www.tehnocenter.ro/masina-gaurit-filetat-coloana-stationara-bz-25b-400.html;

[3] https://remiswiss.com/product/agie-integral-2-1995-die-sinking-edm-machine/;

[4] https://www.emag.ro/banc-de-lucru-modular-990ma6-1155x1500x750-mm-unior-625756/pd/DCT2Q4BBM/?cmpid=86724&gclid=Cj0KCQiAiZPvBRDZARIsAORkq7cOs_Xn6tVqvInE03yIvD-EnckxPzllH3XmjV3_H7x1ITbGWHBnFGcaAshtEALw_wcB

Tab. 6.2.1.b Utilaje pentru PT 2

Sursa:

[1] https://www.haascnc.com/machines/vertical-mills/vf-series/models/small/vf-2ss.html

[2] https://remiswiss.com/product/agie-integral-2-1995-die-sinking-edm-machine/;

[3] https://www.emag.ro/banc-de-lucru-modular-990ma6-1155x1500x750-mm-unior-625756/pd/DCT2Q4BBM/?cmpid=86724&gclid=Cj0KCQiAiZPvBRDZARIsAORkq7cOs_Xn6tVqvInE03yIvD-EnckxPzllH3XmjV3_H7x1ITbGWHBnFGcaAshtEALw_wcB.

6.2.2 Dispozitive port-piesa (DPP)

Conform reperului, in tabelul 6.2.2a/b se stabilesc dispozitivele de prindere ale piesei, tinand cont de masina unealta aleasa, de fiecare operatie in parte cu schemele caracteristice.

Tab. 6.2.2.a Dispozitive PT1

Tab. 6.2.2.b Dispozitive PT2

6.2.3. Scule si dispozitive port-scule (SDPS)

Pentru fiecare operatie in parte s-au determinat, in functie de prelucrare, de fazele acesteia, de masina unealta, sculele necesare si dispozitivele port-scula ale acestora, detaliate in tabelul 6.2.3, corespunzator fiecarui proces tehnologic in parte.

Tab. 6.2.3 Scule si DPS – PT1

Tab. 6.2.3 Scule si DPS – PT2

6.2.4 Verificare

In tabelul 6.2.4 sunt stabilite verificatoarele necesare pentru controlul corespunzator a tuturor operatiilor din cadrul procesului tehnologic, avand in vedere tipul suprafetelor, al semifabricatului si a preciziei finale a reperului.

Tab. 6.2.4 Verificatoare – PT1

Tab. 6.2.4. Verificatoare – PT2

Metode si procedee de reglare a sistemelor tehnologice

Pentru a putea calcula abaterile de pozitionare si pentru a calcula dimensiunile intermediare este necesar sa se cunoasca metodele si procedeele de reglare a sistemului tehnologic. Stabilirea metodei impune cunosterea schemei de orientare a piesei, scheme detaliate anterior in capitolele precedente.

Metode si procedee de reglare la dimensiuni

Reglarea la dimensiune presupune stabilirea pozitiei sculei, a mijloacelor de inspectie in cadrul sistemului tehnologic, avand ca reper axele masinilor unelte, astfel incat orientarea piesei sa permita obtinerea formei cu caracteristicile de prelucrare pentru operatia vizata.

Metoda folosita pentru reglarea la dimensiune este metoda reglarii automate (cu scula reglata la cota), deoarece productia de serie urmareste dieferentierea operatiilor. Prezentarea metodei de reglare la dimensiune, in functie de procesele tehnologice, se prezinta in tabelele 6.3.1.a/b.

Tab. 6.3.1.a Metoda de reglare – PT1

Tab. 6.3.1.b Metoda de reglare – PT2

Metode si procedee de reglare cinematica

Masina unealta impreuna cu sculele, dispozitivele, verificatoarele poate realiza reglarea cinematica prin mai multe procedee: manual, semiautomat si automat.

Tab. 6.3.1.a Metoda de reglare – PT1

Tab. 6.3.1.b Metoda de reglare – PT2

6.4 Adaosurile de prelucrare și dimensiunile intermediare

Mărimea adaosurilor de prelucrare trebuie să fie astfel stabilită încât, în condițiile concrete de fabricație, să se asigure obținerea caracteristicilor geometrice prescrise produselor la un cost minim. Dacă adaosurile de prelucrare sunt prea mari, se mărește consumul de metal, sunt necesare prelucrări suplimentare așchiere/eroziune (treceri, faze sau operații), se mărește consumul de scule, costuri cu amortizarea și uzura utilajelor, cresc consumurile de energie electrică legate de exploatarea utilajelor, costuri suplimentare pentru plata operatorilor umani etc. Astfel, piesele finite se obțin la un cost mai ridicat. Dacă adaosurile de prelucrare sunt prea mici, nu se pot îndepărta complet straturile superficiale cu defecte ale semifabricatului, astfel încât nu se obțin caracteristicilor geometrice prescrise suprafețelor prelucrate.

Pentru determinarea adaosurilor de prelucrare se folosesc următoarele metode:

a) metoda de calcul analitic;

b) metoda experimental statistică.

Metoda de calcul analitic:

Pentru calculul adaosurilor de prelucrare s-au utilizat următoarele relații:

pentru adaosuri asimetrice la suprafețe plane opuse prelucrate succesiv sau pentru o singură suprafață plană:

𝐴𝑖𝑚𝑖𝑛 = (𝑅𝑧𝑖−1 + 𝑆𝑖−1) + (𝜌𝑖−1 + 𝜀𝑖) [𝑚𝑚]

pentru adaosuri simetrice la suprafețe de revoluție exterioare si interioare cu relația:

2𝐴𝑖 = 2(𝑅𝑧𝑖−1 + 𝑆𝑖−1) + 2√𝜌𝑖−12 + 𝜀𝑖2 [𝑚𝑚]

Unde: 𝑅𝑧𝑖−1 reprezintă înălțimea neregularităților profilului rezultată la operația precedentă i-1;

𝑆𝑖−1 – adâncimea stratului superficial defect format la operația (faza) precedentă i-1;

𝜌𝑖−1- abaterea spațială formată la operația (faza) precedentă i-1;

𝜀𝑖- eroarea de orientare a suprafeței de prelucrat la operația/faza considerate.

Valoarea abaterilor remanente după diferite operații de așchiere se reduce astfel:

𝜌 = 𝑘 ∗ 𝜌𝑠𝑓 [𝜇𝑚]

Unde: k – coeficient care indică gradul de micșorare al abaterilor spațiale, 𝜌𝑠𝑓 abaterea spațială a semifabricatului brut.

Astfel:

k= 0,06- după degroșare;

k= 0,003- dupa semifinisare;

k= 0,003- după finisare;

Abaterea spațială pentru prelucrarea suprafețelor este conform Picoș 1, pag 246:

𝜌𝑚𝑎𝑥 = ∆𝑐 ∗ 𝐿 [𝜇𝑚]

unde: ∆𝑐 – curbura specifică; L – lungimea totală a piesei.

Parametrii 𝑅𝑧𝑠𝑓 și 𝑆𝑠𝑓 sunt conform tabelului 6.4.1 în funcție de procedeul de obținere al semifabricatului [Picoș 1, tabelul 8.11].

Tab 6.4.1 Calitatea suprafeței și precizia dimensiunilor obținute prin

procedee speciale de turnare

În cazul în care găurile sunt executate cu burghie, abaterile spațiale se calculează cu formula:

𝜌 = √𝑐20 + (∆𝑦 ∗ 𝑙)2 [𝜇𝑚]

unde: l este lungimea găurii în mm,

𝑐0 deplasarea axei găurii față de poziția nominală în 𝜇𝑚,

∆𝑦 înclinarea specifică a axei găurii pe 1 mm lungime a găurii în 𝜇𝑚/𝑚𝑚, conform tabelului 6.4.2:

Pentru suprafata cilindrica exterioara S3: R22+0,2 (Ra 6,3)

Obtinuta prin frezare de degrosare si frezare de finisare

Frezare de finisare ( operatie precedata de frezare de degrosare )

Rz = 20 𝜇𝑚

S = 20 𝜇𝑚

𝜌𝑠𝑓 = 4 * 165 = 660 𝜇𝑚

𝜌𝑆𝐷 = 0,06 * 660 = 39.6 𝜇𝑚

𝐴𝑚𝑖𝑛𝐹𝐹 = 20 + 20 + 39.6 + 0 = 79.6 𝜇𝑚

Frezare de degrosare

𝑅𝑧f𝑓 = 100 𝜇𝑚

𝑆f𝑓 = 160 𝜇m

𝐴𝑚𝑖𝑛 = 100+160 + 660 + 0 = 920 𝜇𝑚

Pentru suprafața cilindrică interioara S1: 46×135 (Ra 6,3)

Obtinuta prin frezare de degrosare si frezare de finisare

Frezare de finisare ( operatie precedata de frezare de degrosare )

Rz = 20 𝜇𝑚

S = 20 𝜇𝑚

𝜌 SF = 4 * 135 = 540 𝜇𝑚

𝜌𝑆𝐷 = 0,06 * 540 = 32 𝜇𝑚

𝐴𝑚𝑖𝑛𝐹𝐹 = 20 + 20 +32 +0 = 72 𝜇𝑚

Frezare de degrosare

𝑅𝑧f𝑓 = 100 𝜇𝑚

𝑆f𝑓 = 160 𝜇m

𝐴𝑚𝑖𝑛 = 100 + 160 + 540 + 0 = 800 𝜇𝑚

Calculul dimensiunilor intermediare:

Calculul dimensiunilor intermediare se face pentru prelucrarea anterioară/precedentă i – 1, în funcție de dimensiunile de la prelucrarea curentă i, începând de la ultima prelucrare i = n, ale cărei dimensiuni sunt egale cu dimensiunile prescrise în desenul de execuție. Dimensiunile intermediare se determină în ordinea inversă celei în care se execută prelucrările pentru fiecare suprafață a piesei, până la obținerea dimensiunii semifabricatului.

În tabelul următor sunt prezentate scheme de dispunere a adaosului de prelucrare și dimensiuni intermediare la prelucrare prin metode reglării automate.

Tab 6.4.2 Scheme de dispunere a adosului de prelucrare intermediar

6.5 Regimuri de prelucrare

Pentru a realiza piesa la precizia prescrisa este necesar sa se indeparteze stratul de material numit adaos, prin aschiere cu regimuri bine stabilite, astefel incat costul prelucrarii sa fie minim.

6.5.1 Calcul analitic

Tab. 6.5.1 Relatii generale

6.5.2 Determinarea parametrilor regimului de prelucrare

a. Fazele de tip frezare

b. Fazele de tip largire-alezare

c. Fazele de tip gaurire si filetare

6.6 Normele de timp

6.6.1 Relatii generale

In normarea tehnica de timp intra o serie de timpi:

Tn = Tb + Ta + Tdt + Tdo +Ton +

Unde: Tn – timp normat pe operatie [min];

Tb – timpul de baza [min];

Ta – timpul auxiliar/afectat [min];

Tdt – timp de deservire tehnica [min];

Tdo – timp de deservire organizatorica [min];

Ton – timp de odihnasi necesitati firesti [min];

Tpi – timp de pregatire – incheiere [min/lot];

n – reprezinta lotul de piese care se prelucreaza la aceeasi masina in mod continuu:

n = 1000 piese/lot

Te – timpul efectiv sau operativ [min];

Te = Tb + Ta

Tu – timpul unitar [min];

Tu = Te + Tdt + Tdo + Ton

Relatia generala de calcul a timpului de baza:

Tbi

L – lungimea suprafetei prelucrate [mm];

L1 − lungimea de intrare a sculei in material [mm];

L2 − lungimea de iesire a sculei din material [mm];

I − numarul de treceri;

n − numarul de rotatii pe minut;

s − avansul, in mm/rot.

Componentele normelor de timp au fost determinate, dupa caz, prin calcul si prin alegere din normative.

6.6.2 Normele de timp la procesul tehnologic PT1

6.6.3 Normele de timp la procesul tehnologic PT2

6.6.4 Sinteza privind normele de timp

Tab. 6.6.4 Normele de timp pentru PT1 si PT2

6.7 Elemente de management al fabricatiei

6.7.1. Determinarea timpului de productie si a formei de organizare a productiei reperului

Fn = z1 x ks x h [ore]

Unde: Fn este fondul nominal de timp, in ore al perioadei de productie

Z1 numarul de zile lucratoare in perioada de productie, z1 = 250 zile/an

Ks numarul de schimburi dintr-o zi de lucru, ks = 1 schimb/zi

H numarul de ore lucrate intr-un schimb, h = 8 ore/schimb

Fn = 250 x 1 x 8 = 2000 [ore]

Rg = [min/buc]

Unde: Rg este ritmul mediu al fabricatiei reperului g, in min/buc

Ng volumul de productie anual de piese tig g

Rg = = 120 [min/buc]

TPkg =

Unde: TPkg este indicatorul tipului de productie pentru operatia de fabricare

Tuk timpul unitar al operatiei k la reperul g, in min/buc

In functi de valoare pe care o ia TPkh, operatiile pot fi incadrate in urmatoarele tipuri de productie:

M, pentru TPkg ≤ 1 (productie de masa)

SM, pentru 1 < TPkg ≤ 10 (productie serie mare)

SMj, pentru 10 < TPkg ≤ 20 (productie serie mijlocie)

Sm, pentru TPkg > 20 (productie serie mica)

Calculul ponderii, in procente:

Pentru productie de masa

A = [%]

Pentru productie de serie mare

B = [%]

Pentru productie de serie mijlocie

C = [%]

Pentru productie de serie mica

D = [%]

Unde: nM; nSM; nSMj; nSm reprezinta numarul operatiilor din proces cu tip de productie de masa, serie mare, serie mijlocie, serie mica

n reprezinta numarul total de operatii de procesul de fabricare a reperului

In tabelul de mai jos sunt prezentati indicatorii tipului de productie:

Tab. 6.7.1 Determinarea tipului de productiei

Conform tabelului, rezulta ca profuctia este de serie mica, iar forma organizatorica este de tip OS (forma de organizare succesiva a productiei)

Ponderea pentru productia de serie mica:

D = = 100 %

6.7.2 Determinarea numarului si incarcarii masinilor alocate operatiilor de fabricare a reperului

m’k =

Unde: m’k reprezinta numarul minim, teoretic de masini identice necesare pentru operatia de fabricare k;

mk = [m’k]

Unde: mk numarul intreg de masini identice alocate operatiei de fabricare k;

[m’k] aproximare zecimala prin adaos a numarului m’k la cel mai mic intreg mk (mk ≥ m’k);

Valorile obtinute sunt prezentate in tabelul 6.7.2, de mai jos

kjk =

Unde: kjk coeficient de incarcare total cu sarcini de productie a masinilor alocate operatiei de fabricare k;

Tab. 6.7.2 Determinarea numarului si incarcarile masinilor

kiT = 0,035

Unde: kiT coeficient de incarcare total cu sarcini de productie a masinilor alocate fabricatiei reperelui;

Deoarece valorile lui ki si kiT sunt relativ scazute se impune ca pe aceste utilaje sa se prelucreze si alte repere.

6.7.3 Determinarea marimii lotului optim si lotului economic de fabricatie al reperului

Cm = csf x msf – cd x md [lei/buc]

Unde: Cm este costul materialului consumat pentru fabricarea reperului;

Csf este costul materialului semifabricatului utilizat pentru fabricarea reperelui;

csf 6…12 lei/kg => csf = 10 lei/kg;

msf este masa semifabricatului utilizat pentru fabricarea unui singur reper [kg];

msf = 0,489 kg;

mr este masa unei bucati de reper [kg];

mr = 0,428 kg;

cd este costul unui kilogram de deseu de material reciclat dupa fabricarea reperului;

cd = 1 lei/kg;

md este masa deseului de material rezultat la fabricarea unui reper care poate fi reciclat;

md = msf – mr = 0,489 – 0,428 = 0,061 kg;

Astfel, costul materialului consumat pentru fabricarea unui reper este:

Cm = csf x msf – cd x md = 10 x 0,489 – 1 x 0,061 = 4,829 [lei/buc];

Cr = uk x Sk [lei/buc]

Unde: Cr este costul cu retributia operatorilor directi la operatiile de fabricare a reperului;

Sk este retributia orara a operatorului direct la operatia k;

Sk 9…11 lei/ora => Sk = 10 lei/ora;

Cr = x ( 0,027 x10 + 2 x 0,046 x 10 + 0,011 x 10 + 0,005 x 10 + 0,032 x 10 + 0,013 x10 + 0,106 x10 ) = 3 [lei/buc];

Cif = uk x ak [lei/buc];

Unde: Cif este costul de intretinere si functionare a masinilor de la operatiile de fabricare pe durata lucrului efectiv;

ak este cota orara a costurilor de intretinere si functionare la masina alocata operatiei k;

ak 2…6 lei/ora => ak = 3 lei/ora;

Tab. 6.7.3a Determinarea Cif

Cif = x (9,81 + 2 x 16,56 + 4,17 + 2,1 + 11,73 + 4,68 + 38,25) = 1,73 [lei/buc];

Cind = Rf x Cr [lei/buc];

Unde: Cind este costul indirect (de regie) al compartimentului de fabricatie in care se produce reperul;

Rf este regie compartimentului de fabricatie al reperului explimata in procente;

Rf 100…200% => Rf = 150%

Cind = x 3 = 4,5 [lei/buc];

C1 = Cm + Cr + Cif + Cind [lei/buc];

Unde: C1 reprezinta costurile curente de productie a reperului, independente de marimea lotului de fabricatie folosit;

C1 = 4,829 + 3 + 1,73 + 4,5 = 14,05 [lei/buc];

A = (1 + pa) x x pik x Srk x mk [lei/lot];

Unde: A este costul de pregatire-incheiere a operatiilor de fabricare a lotului de piese si al activitatilor administrative;

Tpik este timpul de pregatire-incheiere a lucrarilor de la operatia k din procesul de fabricare [min/lot];

Srk este retributia orara a operatorului reglor al masinilor de la operatia k;

Srk 8…10 lei/ora => Srk = 9 lei/ora;

pa ponderea cheltuielilor administrative in costul de pregatire-incheiere a fabricatiei;

pa 10…20% => pa = 15%

Tab. 6.7.3b

A = x x (8 x 135) = 20,7 [lei/lot];

B = x x ak x mk [lei/lot];

B este costul de intretinere si functionare a masinilor de la operatiile de fabricare pe durata pregatiruu-incheierii fabricatiei lotului;

Tab. 6.7.3c

B = x (8 x 45) = 6 [lei/lot];

L = A + B [lei/lot] => L = 20,7 + 6 = 26,7 [lei/lot];

L reprezinta costurile fixe pentru un lot de fabricatie al reperului;

Forma organizatorica este de tip OS ( forma de organizare succesiva a productiei ) => G = Ct [lei/lot transportat];

Unde: Ct este costul de transport al lotului de piese pe fluxul tehnologic;

Ct 40…60 lei => Ct = 50 lei;

Z = = 0,027 + 2 x 0,046 + 0,011 + 0,005 + 0,032 + 0,013 + 0,106 = 0,286;

No = [buc];

Unde: No este marimea lotului optim de fabricatie al reperului;

E reprezinta rata medie a dobanzii anuale practicate pe piata de capital;

E = 0,04 [lei/leu];

No = = = 844,68 850 [buc];

| Ne – No | = 0 min; Ne | Ng;

Unde: Ne este marimea lotului economic de fabricatie al reperului, care se adopta ca submultiplu al volumului de productie anual, Ng cel mai apropiat de marimea lotului optim de fabricatie No;

Ne = 850 [buc]

6.7.4 Determinarea costului unitar de fabricare a reperului in productie de serie:

C1 = 4,829 + 3 + 1,73 + 4,5 = 14,05 [lei/buc];

Unde: C1 reprezinta costul de productie al reperului, independent de marimea lotului de fabricatie folosit

C2 = [lei/buc] => C2 = = 0,0314 [lei/buc];

Unde: C2 reprezinta costul unei piese din lot din totalitatea costurilor fixe pentru lotul de fabricatie al reperului

S = 0;

C3 = x (Z + ) x [ Ne x (Cm + C1) + L] =

= x (0,286 + ) x [850 x (4,829 + 14,05) + 26,7] =

= 0,0919 [lei/buc];

Unde: C3 reprezinta costul care revine unei piese din lot din costurile de imobilizare a capitalului circulant al intreprinderii pentru fabricarea loturilor de reper;

C4 = x [lei/buc];

Unde: C4 reprezinta costul care revine unei piese din lot din costurile de amortizare a masinilor utilizate pentru fabricarea loturilor de reper (dar si a altor loturi de repere diferite);

Vk este valoarea actuala a masinii alocate operatiei k din procesul de fabricatie;

Vk 20000…200000 lei

Ak este numarul de ani prevazuti pentru amortizarea masinii alocate operatiei, k;

Ak 5…10 ani

kup coeficientul global, planificat de utilizare in productie a masinilor din intreprindere

kup = 0,9

Tab. 6.7.4 Determinarea cost de fabricare in productie de serie

C4 = x

= 0,479 [lei/buc]

C5 = [lei/buc];

Unde: C5 reprezinta costul care revine unei piese din lot din costurile de transport al lotului pe fluxul tehnologic;

C5 = = 0,05 [lei/buc];

CT = C1 + C2 + C3 + C4 + C5 [lei/buc];

CT este costul unitar de fabricare a reperului in productie in serie;

CT =14,05 + 0,0314 + 0,0919 + 0,479 + 0,05 = 14,702 [lei/buc].

CAPITOLUL 7

PROGRAM DE COMANDA A SISTEMELOR TEHNOLOGICE

Pentru a realiza o suprafata printr-un program de proiectare numerica s-a folosit programul CaMotics. Suprafetele prelucrata cu ajutorul programului sunt S4, S5, S6, S10, S11. ( conturul piesei )

G21

G90

G92 X0.00 Y0.00 Z0.00

M300 S30

G4 P150

M300 S50 (pen up)

G4 P150 (wait 150ms)

M18

M01

M17

G1 X-102.69 Y30.59 F3500.00

M300 S30.00 (pen down)

G4 P150 (wait 150ms)

G1 X-104.21 Y31.07 F3500.00

G1 X-105.50 Y31.92 F3500.00

G1 X-106.50 Y33.08 F3500.00

G1 X-107.13 Y34.51 F3500.00

G1 X-107.20 Y36.85 F3500.00

G1 X-106.26 Y38.97 F3500.00

G1 X-104.47 Y40.51 F3500.00

G1 X-96.28 Y44.18 F3500.00

G1 X-88.51 Y47.62 F3500.00

G1 X-73.17 Y47.62 F3500.00

G1 X-57.82 Y47.62 F3500.00

G1 X-57.82 Y40.80 F3500.00

G1 X-57.82 Y33.97 F3500.00

G1 X-75.28 Y33.97 F3500.00

G1 X-92.74 Y33.97 F3500.00

G1 X-96.12 Y32.46 F3500.00

G1 X-99.99 Y30.79 F3500.00

G1 X-101.90 Y30.50 F3500.00

G1 X-102.69 Y30.59 F3500.00

M300 S50.00 (pen up)

G4 P150 (wait 150ms)

PARTEA II: ECHIPAMENTE DE FABRICARE

CAPITOLUL 1

TEMA PROIECTULUI

Să se proiecteze dispozitivul de orientare și fixare pentru:

Denumirea piesei:

Desen de executie:

Operatia de generare a suprafetelor 😮 gaura M5 – gaurire o gaura 4,2x 5,5mm

– tesire o gaura 0,5x 45

– filetare o gaura M5

Volum de productie: 5000 buc/an

Regim de lucru: 1 schimb/zi

CAPITOLUL 2

SOTP – DETERMINAREA SCHEMELOR DE ORIENTARE TEHNIC POSIBILE

2.1 Schita operatiei

Fig. 2.1 Schita operatiei

2.2 Evidentierea conditiilor

Conditiile necesare a fi respectate la operatia considerate sunt:

C1 – Respectarea cotei dimensionale M5

C2 – Respectarea cotei 26

C3 – Respectarea perpendicularitatii suprafetei A

C4 – Respectarea simetriei ZOX(apartenentei)

2.3 Selectarea conditiilor si obtinerea conditiilor determinante

a. Condiții dimensionale (CDI), acele condiții care determină dimensional suprafața ce urmează a fi generata. Aceste condiții ne interesează pentru orientarea piesei în viitorul dispozitiv.

b. Condiții de poziție relativă (CPR), acele condiții care determină poziția relativă a suprafețelor de prelucrat, fie între ele, fie față de restul suprafețelor piesei. Ele pot fi:

b1. Condiții de poziție relativă prin construcție (CPRC), acele condiții care vor fi îndeplinite prin construcția dispozitivului, reprezentând, în general, acele condiții care determină poziția relativă între diferitele suprafețe care se prelucrează în cadrul aceleiași operații.

b2. Condiții de poziție relativă de orientare (CPRO), acele condiții care determină poziția relativă a suprafețelor prelucrate anterior sau neprelucrate.

b.2.1. Condiții determinante (CD), acele condiții care determină poziția suprafețelor de prelucrat față de restul suprafețelor și a căror nerealizare conduce la rebutarea piesei.

b.2.2. Condiții echivalente (CE), acele condiții care sunt dubluri ale condițiilor determinante, reprezentări identice, poate cu altă formă, dar cu același conținut,

b.2.3. Condiții incompatibile (CI), acele condiții care sunt dubluri ale condițiilor determinante sau echivalente care au formă și conținut diferit față de condiții CD sau CE, și care astfel neagă una dintre CD sau CE.

Conditiile determinate sunt evidentiate in figura 2.3 de mai jos.

Fig. 2.3 Conditiile determinante

2.4 Geometrizarea conditiilor determinante

Tab. 2.1.4 Geometrizarea conditiilor determinante

2.5 Selectarea extremelor. Obtinerea extremelor dependente.

Extremele dependente sunt bazele de cotare: ΓZOX, ΓC1, ΓC2

2.6 Explicitatea extremelor dependente inplicite

Explicite: C1, C2

Extreme

Implicite: ΓZOX

Explicitam extremele implicite ΓZOX

ΓZOX = { Γ determinant de Δp si de un punct Pk }

Unde: Δp – axa piesei care trece prin punctul O

2.7 Ordonarea extremelor dependente explicite

Extremele dependente explicite sunt : S1, S2, S3

Ordonarea se va face dupa numarul maxim de grade de libertate preluate posibil de preluat si dupa frecventa de aparitie.

Tab. 2.1.7. Extremele dependente explicite

2.8 Simbolizarea informationala

E1

[1]

E2

[2] [3] [4]

E3

[5] [6] [7] [8]

Tab. 2.8.1 SOTP – determinarea Schemelor de Orientare Tehnic Posibile

Tab. 2.8.2 Structura numerica de tip ordinal a SOTP

CAPITOLUL 3

DETERMINAREA SOTA

3.1 Precizarea criteriului tehnic de selectare

Toate etapele ulterioare proiectării introduce erori diferite de zero, deci eroarea de orientare introdusă pin schema de orientare trebuie să aibă valori minime pentru ca, în final, adăugându-se și celelalte erori să nu se depășeasca eroarea admisibilă.

Acceptând definiția schemei de orientare ethnic acceptabilă (SO-TA) ca fiind acea schema de orientare care stand la baza realizării dispozitivului, după prelucrarea piesei în acest dispozitiv, sunt îndplinite toate condițiile determinante impuse, se constată că este necesară depistarea unui număr de N SO-TA de SO-TA din totalul SO-TP în număr de 18 .

Acceptând că în precizia prelucrării unei piese în dispozitiv se include și precizia dispozitivului, iar în aceasta precizia schemei de orientare, unul dintre elementele criteriului tehnic de selectare va fi 0c (eroarea de orientare admisibilă), eroare a cărei depășire compromite prelucrarea în dispozitivul proiectat și, deci, rebutarea pieselor, această eroare fiind specifica unei condiții determinante.

Prin condițiile determinante s-au impus restricții referitoare la poziția relativă a suprafețelor ce urmează a se obține în operația pentru care se proiectează dispozitivul, ceea ce conduce la concluzia că cel de-al doilea criteriu tehnic de selectare va fi 0c (eroarea de orientare caracteristică) legată de o anumită condiție determinantă și specifica unei anumite scheme de orientare tehnic posibile.

Fiecare schema de orientare introduce o eroare de orientare și, din acest motiv, trebuie să se compare toate aceste erori cu eroarea barem,specifica unei condiții determinante,deci 0c ≤0a.

Semnul de egalitate reprezintă o limită a criteriului de selectare, iar siguranța urmărită oblige să se folosească, mai curând, inegalitatea 0c < 0a.

3.2 Determinarea erorilor de orientare admisibile

Eroarea de orientare admisibila se calculeaza, dupa relatia 2.2:

0a = T – (3.2.1)

Unde: T – toleranta prescrisa conditiei determinante pentru care se calculeaza eroarea

– precizia medie economica ( egala cu ½ …2/3) T

Erorile de orientare admisibile sunt prezentate in tabelul de mai jos:

Tab. 3.2 Erorile de orientare admisibile

3.3 Determinarea erorilor de orientare caracteristice

Simboluri care influenteaza la realizarea conditiei:

[1] [3] [5]

Simbol [3]

Fig. 3.3.1 Eroare la bolt cilindric scurt fix

Unde: OO1 = Jmax /2 (3.3.1)

0c4 = OA = ± Jmax/2 = Jmax (3.3.2)

Jmax = Talezaj + Tbolt (3.3.3)

Consideram ca boltul se va executa in clasa IT6 de precizie, iar jocul functional il consideram egal cu toleranta boltului, atunci putem scrie:

Jmax = Talezaj + IT6cota 35mm

Rezulta:

Jmax = 0,3+0,024 = 0,32 mm

( 0c1 = 0,032 mm ) < (0a = 0,2 mm )

Toate schemele de orientare care contin ca element de orientare [3] sunt tehnic acceptabile. Se completeaza tabelul centralizator.

Fig. 3.3.2 Eroarea la bolt scurt fix frezat

Modul de calcul pentru boltul frezat este acelasi cu cel pentru botul cilindric, dupa cum urmeaza:

Jmax = Talezaj + IT6cota 8mm

Jmax = 0,01+0,012 = 0,022 mm

(=0,022 mm) < (=0,2 mm)

Simbol

Dat fiind faptul ca la acest reazem bazele de orientare, cotare, reglare si baza active, coincide, eroarea e 0.

3.4 Intocmirea tabelului decisional SO-TA

Tab. 3.4 Selectarea SOTP

CAPITOLUL 4

SCHEMA DE ORIENTARE OPTIMA

Fig. 4.1 Schema de orientare optima

CAPITOLUL 5

DATE PROCESS TEHNOLOGIC

5.1 Masina unealta

Pentru aceasta operatie de gaurit s-a folosit masina de gaurit si filetat cu coloana BZ-25B/400, aceasta avand urmatoarele caracteristici prezentate in tabelul 5.1, iar in tabelul 5.2 se vor prezenta specificatiile acestui model de masina unealta.

Tab. 5.1.1 Caracteristici masina unealta

Tab. 5.1.2 Specificatii masina

In figura de mai jos este reprezentata masina unealta folosita:

Fig. 5.1 Masina de gaurit si filetat

5.2 Scule aschietoare

Pentru fiecare operatie in parte s-au determinat, in functie de prelucrare, scula necesara si dispozitivul port-scula ale acestora, detaliate in tabelul 5.2.1.

Tab. 5.2.1 Scule si DPS

5.3 Valoarea fortei si a momentului de aschiere si caracteristici ale piesei

Fp = 50 daN;

Maschiere = 124 daN/mm.

CAPITOLUL 6

DETERMINAREA SCHEMELOR DE ORIENTARE TEHNIC POSIBILE

6.1 Creare tabel cu forte

Conform tabelului 6.1.1 s-au afisat fortele dispozitivului in functie de componenta sa si s-a marcat dispozitivul cu punctajul aferent.

Tab. 6.1.1 Forte

6.2 Determinarea fortei de reglare

Nu este necesara o forta de reglare ( fixarea fiind facuta pe cele 3 placute).

6.3 Determinarea fortelor in regim tranzitoriu

La operatia de gaurire nu exista forte desfasurate in regim tranzitoriu.

6.4 Determinarea fortelor in regim de prelucrare

Fortele de fixare in regim de prelucrare sunt necesare pentru a pastra un contact permanent intre piesa si reazem, pentru a nu exista nicio deplasarea intre acestea.

Avem 5 ipoteze:

Ipoteza 1 :

Forta de fixare actioneaza perpendicular pe reazem, iar sub actiunea fortei de prelucrare, piesa are tendita de deplasare de pe elemental de fixare.

S=ks*Fp (6.4.1)

Unde: S – forta de fixare

Ks – coefficient de siguranta ales intre (1,2…1,5)

Fp – forta de prelucrare

S = 1.4*50 = 70 daN

Ipoteza 2 :

Forta de prelucrare actioneaza impotriva mecanismului de fixare, iar forta de fixare actioneaza pe reazem. Pentru acest caz avem Fp<S unde reazemul se descarca, iar mecanismul de fixare se incarca suplimentar. Acest caz nu se aplica.

Ipoteza 3 :

Piesa are tendinta de rasturnare datorita fortei de prelucrare.

Ipoteza 4 :

Forta de prelucrare actioneaza in sensul tendintei de alunecare liniara pe reazem. Prin urmare fortele de frecare dintre piesa, reazem si mecanismul de fixare trebuie sa fie mai mari decat forta de prelucrare.

CAPITOLUL 7

STABILIREA ELEMENTELOR ȘI VALORILOR NECESARE RULĂRII SIMULĂRII FEA

Definirea bazei de asezare:

Dispozitivul este definitivat. Se cunoaste forma reazemului.

Fig. 7.1. Baza de asezare

Definirea suprafetei unde se va aplica forta de fixare:

Fig. 7.2. Forta de fixare

Aria disponibila = 804 mm2

Definirea tipului si a valorii incarcarii:

Avand in vedere ca avem o prelucrare de tip gaurire,iar marimea gaurilor prelucrate este de M5, vom considera S=500 daN. Se tine cont de un coeficient de siguranta k=1.5 (Curs 3)

Ps=S*k/Ariadisponibila=750/804=0,933 daN/mm2

Ps=0,093 MPa

Capturi de ecran

Simularea fortei de aschiere se va efectua pe gaura cu filet M5, cum se va vedea mai jos:

Fig. 7.3. Forta de fixare

Gaura precizata mai sus, ma fi modificata in asa fel incat sa devina un lamaj de diametru egal cu 4 si arie egala cu 31,4 mm2.

Forta de prelucrare egala cu 16,7 daN/mm2 se alege tabelar (tab. 9.123, pag 246) fiind o gaura M5. Vom alege un burghiu de Ø4,2.

Pa=(Faschiere+k)/A= (16,7+1,5)/31,4 = 0,57 daN/mm2

Pa= 0,057 MPa

Capturi de ecran

CAPITOLUL 8

DETERMINAREA SCHEMEI DE ORIENTARE SI FIXARE OPTIMA

8.1 Intocmirea schitei de principiu a ansamblului dispozitivului si descrierea unui cilcu de functionare

Fig. 8.1 Schita de principiu

8.2 Descrierea unui ciclu de functionare

a. Piesa este asezata pe placutele de reazem si introdusa in boltul cilindric si boltul frezat de catre operator.

b. Fixarea piesei se face cu ajutor dispozitivului de strangere, a talpei, a saibei de strangere si a celor doua coloane.

c. Surubul si bucsa rapid-schimbabila trebuie montate in placa port-bucsa.

d. Se executa operatia de gaurire.

e. Se slabeste surubul bucsei rapid-schimbabile.

f. Se scoate bucsa rapid-schimbabila.

g. Se executa filetarea.

h. Se slabeste dispozitivul de strangere si talpa de strangere.

i. Brida se indeparteaza de pe coloana superioara.

j. Se indeparteaza piesa de pe placutele de reazem.

CAPITOLUL 9. ANSAMBLUL DISPOZITIVULUI SE AFLA IN ANEXA 1

PARTEA III: TEHNOLOGIA DE DEFORMARE PLASTICA LA RECE

CAPITOLUL 1

ANALIZA PIESEI

Rolul funcțional al piesei este acela de a fixă, participând la realizarea funcțiilor parțiale ale ansamblului din care face parte și la realizareare unor condiții impuse.

Verificarea desenului de execuție

Din analiză desenului de execuție se observă că lipsesc următoarele:

Greutatea piesei;

Notația semifabricatului în conformitate cu standardele actuale;

Anumite dimensiuni care determină piesa;

Indicații în legătură cu dimensiunile netolerate.

Materialul piesei se alege conform tabelului 1.

Tabelul 1

Stabilirea formei si dimensiunilor semifabricatului plan

Pentru analiza tehnologitații piesei si pentru studiul erorii semifabricatului este necesară determinarea formei si dimensiunilor semifabricatului plan. Pentru aceasta este nevoie de calculul desfașuratei piesei, care se determină cu relația:

Unde:

L= lungimea desfașuratei piesei

li= lungimea porțiunilor rectilinii ale stratului neutru

k= numarul porțiunilor rectilinii

= lungimea stratului neutru pe porțiunile îndoite ale piesei și care se determină cu relația:

=

Unde:

= unghiul de îndoire

= raza de îndoire interioară

= coeficientul care ține seama de deplasarea statului neutru si ale căror valori sunt date intr-un tabel in funcție de raportul r/g

= raza de îndoire

= grosime

g= 1,25

l1= 6 1=

l2= 28 2=

l3= 6

x= => x= 0,421

=

=

= 2,79

L= 6 + 2,79 + 28 + 2,79 + 6 = 45,58 mm

CAPITOUL 2

STUDIUL TEHNOLOGICITĂȚII

Tehnologocitatea este o caracteristică a piesei care exprimă corcondanța intre condițiile tehnice si economice impuse și posibilitați tehnologice caracterisrice metodelor și proceselor de fabricare la un moment dat.

Tehnologicitatea se apreciaza prin diferiți indici de tehnologicitate, caracteristicile procedeului de deformare respective.

In cadrul oricarui proces de proiectare analiza tehnologicitații piesei reprezintă una din cele mai importante activitați. Această activitate constă in compararea caracteristicilor piesei, înscrise in desenul de execuție, cu posibilitațile pe care le ofera procesele de deformare respective.

Tehnologicitatea piesei preluate prin deformare plastică la rece se analizează din mai multe puncte de vedere caracteristice fiecarui procedeu de deformare in parte.

Tehnologicitatea condițiilor tehnice impuse

În urma completării tabelului 3 s-a făcut o analiză completă, corectă si concisă a desenului de execuție.

Tabelul 2

Tehnologicitatea suprafetelor obținute prin perforare.

Având in vedere limitele procesului de perforare in ceea ce privește forma suprafetelor perforate precum si condițiile dimensionale si de poziția relativă se compară aceste elemente de pe piesa model ( figura 2.2a ) și piesa reală ( figura 2.2b ).

a > g ; b > 1,5 g ; c > 1,5 g ; d > 0,7 g ; e > 0,5 g

Se indeplinesc condițiile:

b > 1,5 g, unde b= 14 mm

d > 0,7 g, unde d= Ø2

e > 0,5 g, unde e= 1mm

Fig. 2.2a

Se observă ca nu se îndeplinesc condițiile:

a > g unde a= 1mm, iar g= 1,25 mm

c > 1,5 g, unde c= 1 mm

Fig. 2.2b

În concluzie nu se poate realiza peforarea.

Tehnologicitatea formelor îndoite ale piesei

Pentru piesele îndoite apar, în plus, condiții de tehnologicitate referitoare la raza de îndoire, distanța minima între marginea orificiilor și liniilor de îndoire etc.

Valorile regulate de pe piesă de îndoire sunt comparate cu valorile posibile de pe piesa model in conformitate cu normele de prelucrare.

Fig. 2.3a Piesa model

r > g ; h > 2g ; t > r +

Fig 2.3b Piesa reală

Din desenul de execuție se constată că se îndeplinesc urmatoarele condiții:

h > 2g unde: h = 8 mm

2g = 2,5 mm

t > r + unde: t = 10 mm

r + = 1,25 mm

r > g unde: r = 1,25 mm

g = 1,25 mm

În concluzie, îndoirea se poate realiza.

CAPITOLUL 3

ANALIZA DIFERITELOR VARIANTE DE PROCES TEHNOLOGIC

Dupa cum se cunosc, pentru orice problemă socială tehnică, economică etc. există mai multe variante de rezolvare. În funcție de condițiile concrete, una sau alta din variante poate fi considerată optimă la un moment dat.

Având în vedere cazul concret al prelucrării prin procedee de deformare plastic există, în general următoarele variante tehnologice de desfăsurare a procesului de prelucrare.

pe stanțe de matrițe simple;

pe stanțe și matrițe complexe ;

pe matriță combinată

De cele mai multe ori variantele de proces tehnologic sunt diferențiate prin gradul de concentrare al prelucrării.

Varianta 1:

Decuparea centrului exterior al piesei pe o stanță simplă de decupat. (fig. 3.1)

Decupare b) Perforare c) Îndoire

Fig. 3.1

Varianta 2:

Perforarea și decuparea se pot realiza pe o stanță cu acțiune succesivă. (fig. 3.2)

Perforare + Decuperare b) Îndoire

Fig. 3.2

Varianta 3:

Perforarea și decuparea pot fi realizate pe o stanță cu acțiune simultană. (fig. 3.3)

Perforare – decupare simultană b) Îndoire

Fig. 3.3

Varianta 4:

In toate planurile se realizează pe o aceeași matriță combinată cu acțiune succesivă. (fig. 3.4)

Fig. 3.4

Varianta 5:

Toate prelucrările se realizează pe o singură matriță cu acțiune succesiv-simultană. (fig.3.5)

Fig. 3.5

CAPITOLUL 4

ANALIZA CROIRII SEMIFABRICATULUI

Ponderea mare cu care costul materialului intervine in prețul piesei (peste 70%) impune ca etapa de analiză a erorii semifabricatului să constituie principala cale de eficientizare a procesului de deformare. Pentru acestea trebuie luate in considerare toate variantele posibile de croire, încercandu-se ca pe baza unor criterii, tehnice, tehnologice si economice să se selecteze variantele de croire cele mai eficiente.

Astfel pentru acest reper, se propun urmatoarele scheme:

croirea dreaptă, cu deșeuri, pe un rând cu asigurarea pasului prin intermediul poansonului de pas ( figura 4.1 );

Fig. 4.1

croirea dreaptă, cu deșeuri, pe un rând cu asigurarea pasului cu ajutorul opritorului (figura 4.2 );

Fig. 4.2

croirea dreaptă, cu deșeuri puține, pe un singur rând cu poanson de pas (figura 4.3 )

Fig. 4.3

croire cap la cap, cu deșeuri puține cu opritor ( figura 4.4 );

Fig. 4.4

croire pe două rânduri, cu deșeuri, cu poanson de pas ( figura 4.5 ).

Fig. 4.5

Tabelul 4

4.1 Marimea puntițelor

Pentru calculul puntițelor laterale b si a celor intermediare se folosesc următoarele relații:

a= k1 * k2 * k3 * a1

b= k1 * k2 * k3 * b1

k1= 0,8 ÷ 0,9 pentru oțeluri ; 1,2 ÷ 1,3 pentru aluminiu

k2= 1 pentru o singură trecere și 1,2 pentru doua treceri

k3= 0,8 pentru o ghidare precisă și 1 pentru o asigurare mai puțin precisă

a1= 1,4

b1= 1,8

Valoarea puntiței c pe care poansonului de pas o transformă in deșeu este determinată pe cale experimentala si este dată in tabelul 4.3

Se alege c = 2 mm,

Calculul marimii puntițelor pentru fiecare schemă in parte:

Figura 4.1

k1 = 0,9, k2 = 1, k3 = 1

a = 0,9 * 1 * 1 * 1,4 = 1,26 mm

b = 0,9 * 1 * 1 * 1,9 = 1,71 mm

c = 2 mm, p = 8 + 1,26 = 9,26 mm

Figura 4.2

k = 0,9; k2 = 1; k3 = 1

a = 0,9 * 1 * 1 * 1,4 = 1,26 mm

b = 0,9 * 1 * 1 * 1,9 = 1,71 mm

c = 2 mm; p = 9,26 mm

Figura 4.3

a = 1,26 mm

c = 2 mm

p = 9,26 mm

Figura 4.4

a = 1,26 mm

c = 2 mm

p = 44,65 + 1,26 = 45,91 mm

Figura 4.5

k1 = 0,9; k2 = 1,2; k3 = 1

a = 0,9 * 1,2 * 1 * 1,4 = 1,51 mm

p = 9,26 mm

4.2 Calculul lațimii benzii sau fâșiei

Determinarea lățimii semifabricatului se face având in vedere:

Acea dimensiune a piesei dispuse transversal pe lungimea semifabricatului;

Marimea puntițelor;

Existența sau nu a împingerii laterale;

Numarul rândurilor de erori.

În cazul benzilor laminate aceste abateri sunt standardizate, in cazul fâșiilor obținute prin taiere la ghilotină abaterile sunt date in tabelul 4.4 [pag. 109]

Se alege abaterea la lațime se = ± 0,4 [mm]

Se determină lațimea semifabricatului l, în cazul existenței apasării laterale, folosind relația:

l = n * D + ( n – 1 ) * a + 2 * b + Δl + k * c

Aprecierea eficienței erorii se face cu relația:

kc =

Aprecierea modului în care se utilizeaza materialul se face prin intermediul relației:

ku =

Lungimea se determină cu relația:

L= = = 50,95 =~ 51 [ m ]

unde: γ – greutatea specifică [ doN / ]

Numarul de piese se determină cu relația:

N =

Aria efectivă a piesei se determină cu ajutorul softului Inventor 2018, astfel:

Ao = 340,34

Aria A a conturului exterior se determină adaugând aria efectivă portiunilor perforate din material, astfel:

A = Ao + 2π * + 2 ( π * + 4,5 * 1 ) = 374,05

Figura 4.1

l = 1 * 44,65 + (1- 1) * 1,26 + 2 * 1,71 – 0,4 + 1 * 2 = 49,67 mm

N = = = 5507 piese; ls = 50

kc = * 100 = 80,78 %

ku = * 100 = 73,5 %

Figura 4.2

l = 1* 44,65 + (1-1) * 1,26 + 2 * 1,71 – 0,4 + 0 * 2 = 47,67 mm

N = = = 5507 piese; ls = 50

kc = 80,78%

ku = 73,5 %

Figura 4.3

l = 1 * 44,65 + (1-1) * 1,26 + 2 * 0 – 0,4 + 1 * 2 = 46,25

N = = = 5507 piese; ls = 50

kc = 80,78%

ku = 73,5 %

Figura 4.4

l = 1* 8 + (1-1) * 1,26 + 2 * 0 – 0,4 + 1 * 2 = 46,25

N = = = 1110 piese; ls = 10

kc = * 100 = 81,47 %

ku = * 100 = 74,07 %

Figura 4.5

l = 2 * 44,65 + (2-1) * 1,26 + 2 * 0 – 0,4 + 1 * 2 = 92,16

N = = = 5507 piese; ls = 95

kc = * 100 = 42,52 %

ku = * 100 = 38,68 %

Criteriul economic aplicat schemelor de croire tehnic acceptabila va conduce la determinarea schemei de croire optime. Pentru a pune in evidență acest lucru, se completează urmatorul tabel:

Tabelul 4.1

În concluzie, schema de croire optimă este croirea dreaptă cu deșeuri putine, pe un singur rând cu poanson de pas (figura 4.3).

CAPITOLUL 5

PROIECTAREA ( PROCESULUI TEHNOLOGIC ) SCHEMEI TEHNOLOGICE

În funcție de varianta de proces tehnologic aleasă, procesele tehnologice de deformare se deosebesc prin anumite caracteristici.

În cazul în care piesele ce urmează a fi prelucrate au dimensiuni mijlocii și mari, se recomandă ca procesele tehnologice să conțină mai multe operații care să se desfăsoare pe mai multe stanțe si matrițe simple sau combinate, cu acțiune simultană.

Procesele de dimensiuni mici si mijloci se realizează de regulă pe o singură stanță sau matriță cu acțiune succesivă sau simultan-succesivă. La fel ca în cazul erorii pe schema de croire adoptată se pot concepe mai multe variante de scheme tehnologice tehnice posibile. Astfel se consideră ca pentru reperul 632.01 schema de croire optimă este cea din figura 4.3, se pot imagina mai multe posibilități de dispunere a poansonului.

Schema tehnologică caracterizata de o diferențiere maximă a fazelor ( figura 5.1 )

Schema tehnologică la care procesul de deformare se desfășoară la 6 posturi de lucru (figura 5.2 )

Schema tehnologică la care procesul de deformare se desfășoară la 5 posturi de ucru (figura 5.3 )

Schema tehnologică la care procesul de deformare se desfășoară la 4 posturi de lucru (figura 5.4 )

Din cele prezentate se constată că pentru aceeași schemă de croire, au fost concepute 4 variante de dispunere a poansoanelor, la sfârșitul prelucrarii se obține aceeași piesă.

5.1 Calculul centrelor de greutate ale poansoanelor

Poansonul 1

x1 = 45,67

y1 = 22,23

x2 = 50,30

y2 = 24,91

L1 = 5,35 + 9,26 = 14,61

F1 = kc * Lf * g * τ = 1,4 * 14,61 * 1,25 * 273 = 6979,92 N

= =

= = 47,39

= = 23,22

Poansonul 2

x2 = 37,04

y2 = 5

L2 = 2πr = 2π = 6,28

F2 = kc * Lf * g * τ = 1,4 * 6,28 * 1,25 * 273 = 3000,27 N

Poansonul 3

x3 = 37,04

y3 = -5

L3 = 6,28

F3 = 3000,27 N

Poansonul 4

x4 = 27,78

y4 = -20,51

L4 = 2 * 4,5 + 2π * 0,5 = 12,14

F4 = 1,4 * 12,14 * 1,25 * 273 = 5799,8 N

Poansonul 5

x5 = 27,78

y5 = 20,51

L5 = 2 * 4,5 + 2π * 0,5 = 12,14

F5 = 1,4 * 12,14 * 1,25 * 273 = 5799,8 N

Poansonul 6

x6 = 13,89

y6 = -13,16

L6 = 2l = 2 * 20,32 = 40,65

F6 = 1,4 * 40,65 * 1,25 * 273 = 19420,53 N

Poansonul 7

x7 = 13,89

y7 = -13,16

L7 = 2l = 40,65

F7 = 19420,53 N

Poansonul 8

x8 = 4,63

y8 = 22,32

L8 = 8 mm

F8 = 1,4 * 8 * 1,25 * 273 = 3822 N

Poansonul 9

x9 = 0

y9 = 18,32

Find9 = = 354,54 N

Poansonul 10

x10 = 0

y10 = -18,32

Find9 = = 354,54 N

Tabelul 5

CAPITOLUL 6

CALCULUL FORȚELOR ȘI STABILIREA POZIȚIEI CENTRULUI DE PRESIUNE

Se calculează cu relațiile:

= ;

=

= = = 21,835 mm

=

= = 3,976 mm

B2. Calculul de verificare al unor elemente componente

Elementele componente ale unei ștanțe sau matrițe care se supun în mod curent verificării, sunt poansoanele, plăcile de capăt și uneori plăcile active. Poansoanele se verifică la compresiune și flambaj. Pentru realizarea verificării la flambaj, trebuie cunoscută lungimea poansonului, care rezulta în funcție de grosimile placilor prin care poansoanele trec și de distanța de siguranță dintre cele doua pachete.

Cunoscând forțele care acționează pe fiecare poanson și forma secțiunii transversale a acestuia (tabelul 5), această verificare nu ridică probleme deosebite.

În cazul în care poansoanele nu rezistă la compresiune se schimbă materialul din care se confectioneaza acestea, se micsorează forța care acționează pe poanson prin înclinarea muchiilor elementelor active sau se micșorează lungimea conturului ștanțat.

Dacă poansoanele nu rezistă la flambaj, se încearcă micșorarea lungimii de flambaj, se adoptă soluții de rigidizare constructivă a poansoanelor, se adoptă una din căile menționate anterior sau de cele mai multe ori, se recurge la utilizarea unor poansoane în trepte.

Plăcile de capăt fabricate, în general, din materiale cu caracteristici mecanice obișnuite sunt solicitate la strivire de forța care acționează pe fiecare poanson. În cazul în care condiția de strivire nu este respectată, între placa port-poanson și cea de capăt, se introduce placa de presiune realizată din oțel de arc sau oțel de calitate.

Verificarea la compresiune a poansoanelor se face pentru sectiunea transversala, cu arie minima, cu urmatoarea relatie:

(7.1)

unde:

Fi – forța totală de ștanțare care acționează pe poansonul respectiv;

Ac – aria secțiunii transversale cu care taie poansonul;

Rmc – rezistența admisibilă la compresiune;

– tensiunea efectiva de compresiune.

Pentru poansonul 2, de perforare, verificarea la compresiune este indeplinita avand in vedere materialul poansonului, adica OSC10 :

Fig. 7.1 Sectiunea transversala a poansonului 2

Verificarea la flambaj a poansoanului de retezat se face având în vedere soluția constructivă adoptată pentru ghidarea acestora și coeficientul de sveltețe determinat cu relația:

(7.2)

unde:

If – lungimea de flambaj a poansonului ghidat având valoarea:

imin – raza de inerție minimă determinată cu relația:

(7.3)

unde:

Imin – momentul de inerție minim al secțiunii transversale

Amin – aria minimă a secțiunii transversale

Fig. 7.2 Lungimea poansonului neghidat

Rezultă raza de inerție minimă:

Coeficientul de sveltețe va avea valoarea:

Observatii:

, unde = 50 pentru oțeluri aliate cu crom și molibden;

= 90 pentru oțeluri dure;

= 105 pentru oțeluri moi.

Verificare se va face cu relatia lui Euler pentru poansoane neghidate:

(7.4)

unde:

este forța critică de flambaj (forța maximă pe care poansonul o suportă fără să flambeze);

E – modulul de elasicitate longitudinal (E= );

l – lungimea liberă a poansonului.

În această situație verificarea la flambaj se face comparând forța admisibilă de flambaj Fa, cu forța ce acționează pe poansonul respectiv, conform relației:

(7.5)

unde:

c = 2…3 pentru oțeluri călite;

c = 4…5 pentru oțeluri necălite.

Se observă ca această condiție nu este îndeplinită, iar verficarea la flambaj se mai poate face determinând lungimea maximă a poansonului pentru care acesta nu flambează:

(7.6)

B3. Calculul dimensiunilor nominale și stabilirea abaterilor elementelor active

Pentru realizarea piesei în conformitate cu condițiile tehnice impuse prin desenul de execuție, elementele active trebuie dimensionate în consecință.

În functie de procedeul pentru care sunt utilizate, de natura materialului de prelucrat, de precizia dimensională pe care trebuie să o asigure piesei, de varianta tehnologică de execuție, dimensiunile secțiunii transversale ale poansoanelor care se determina în mod diferit.

Pentru cazul în care execuția elementelor active se face individual, în funcție de modul de repartizare a toleranței piesei față de dimensiunea nominală, se recomandă utilizarea formulelor prezentate in tabelul 8, pentru determinarea dimensiunilor nominale și stabilirea abaterilor elementelor active. [pag.182]

în care:

Dpl și dp – sunt dimensiunile orificiului din placa de tăiere respectiv ale poansonului

D și d – dimensiunile orificiului executat în piesă, respectiv dimensiunile piesei decupate

T – toleranța la dimensiunea ștanțată, valoarea extrasă din STAS 11111-88

Tpl și Tp – toleranțele la dimensiune ale orificiului plăcii, respectiv ale dimensiunii poansonului [pag. 184]

jmin și jmax – jocul minim, respectiv jocul maxim între elementele active [pag. 184]

Dispunerea toleranței dimensiunii ștanțate este dată simetric față de dimensiunea nominală, întrucât pentru poansonul de perforat de dimensiunea D=2mm si grosimea materialului 1.25mm, s-au determinat dimensiunile orificiului din placa de tăiere, respectiv ale poansonului, astfel:

T=0,3mm

jmin= 0,06 mm

Tp= 0,015 mm

Tpl= 0,025 mm

B4. Realizarea desenelor de execuție

Executarea practică a matriței proiectate presupune realizarea pe lângă desenul de ansamblu și a desenelor de execuție pentru toate elementele netipizate. În această categorie intră elementele active, plăcile de extracție, port-poanson, împingătoare, extractoare etc.

În cadrul proiectului, s-au realizat numai desenele de execție a plăcii active și a unui poanson de perforat

B5. Alegerea utilajului de presare

În urma calculelor pentru forțele necesare pe fiecare poanson, am constatat că presa potrivită este presa mecanica cu excentric PAI 16.

B6. Indicații privind exploatarea, întreținerea și recondiționarea ștanței sau matriței

Un prim pas ca procesul de prelucrare sa se desfasoare in conditii normale este reglarea corespunzatoare a matritei si a utilajului pe care aceasta a fost montata.

În timpul funcționării muncitorul trebuie să urmărească buna funcționare, intervenind în cazul în care constată o defecțiune. Cea mai mare și cea mai frecventă defecțiune apare ca urmare a folosirii unui semifabricat cu o altă grosime decât cea pentru care a fost proiectată matrița.

Fisura plăcii active se remediază prin înlocuirea ei, daca aceasta a fost realizată în constructive monobloc, sau înlocuirea numai a pastilei sau segmentului de placă, daca ea a fost realizată în construcție asamblată

În cazul unei uzuri accentuate a muchiilor tăietoare, acestea se recondiționează prin rectificarea întregii plăci active, sau, în cazul unor plăci de dimensiuni mari, se recondiționează numai muchia activă, prin încărcarea zonei cu cordoane de sudură , dispuse într-o anumită ordine și rectificarea ei ulterioară. [pag.252]

B7. Norme de protecția muncii

În cazul utilizării semifabricatelor sub forma de fâșie sau bandă, frecevența accidentelor este mai redus datoritaă intervenției, cu pondere mai mică a muncitorului, în procesul de prelucrare.

Deși normele de protecția muncii, caracteristice acestui domeniu de prelucrare, sunt reglementate prin norme guvernamentale, trebuie să se mai țină seama de urmatoarele:

la transportarea semifabricatelor se vor purta mănuși de protective având în vedere existența bavurilor pe toate tipurile de semifabricate;

ștanțele și matrițele se vor prevedea, de preferință, cu extractoare fixe în locul celor mobile;

se vor lua toate măsurile posibile de extindere a mecanizării și automatizării alimentării și evacuării pieselor i deșeurilor, în deosebi în cazul folosirii semifabricatelor individuale

presele trebuie s fie prevăzute cu dispositive împotriva declanșării accidentale a cursei active;

presele cu comandă dublă sau multiplă trebuie să intre în funcțiune numai dacă sunt acționate simultan toate comenzile;

presele trebuie s fie prevazute cu sisteme care saă protejeze spațiul de lucru, prin închiderea cu grătare, sau cu ajutorul unor celule fotoelectrice să oprească instantaneu cursa active, chiar dacă aceasta a început, în momentul în care, în spațiul de lucru a aparut un corp străin;

elementele de comandă ale cursei active trebuie s fie protejate, astfel încât să nu fie posibilă declanșarea accidental a cursei active;

presele trebuie să fie verificate periodic și din punct de vedere electric de către personal specializat;

presele vor trebui deservite de către personal calificat în acest domeniu;

personalul muncitor trebuie să respecte cu strictețe activităile prevăzute în planul de operații al procesului tehnologic respectiv. [pag. 253-254]

BIBLIOGRAFIE

[1] Andrei Vlase, „Tehnologia Construcțiilor de Mașini”, Editura TEHNICĂ, București, 1996;

[2] Andrei, N., Dragulanescu, E., “Elemente tehnologice pentru prelucrari prin aschiere”, Editura BREN, Bucuresti, 2003;

[3] https://www.sandvik.coromant.com/en-gb/pages/default.aspx;

[4] https://www.walter-tools.com/en-gb/pages/default.aspx;

[5] Aurelian Vlase, Aurel Sturzu, Atanase Mihail, Ioan Bercea, „Regimuri de aschiere, adaosuri de prelucrare si norme tehice de timp”, Volumul I si II, Editura TEHNICA, Bucuresti,1985;

[6] C. Picoș, „Proiectarea tehnologiilor de prelucrare mecanica prin aschiere”, Volumul I si II, Editura UNIVERSITAS, Chisinau, 1992;

[7] Picoș, C., „Calculul adaosurilor de prelucrare și al regimurilor de așchiere”, Editura tehnică, București, 1974;

[8] Curs Echipamente de Fabricare 2 An IV 2019-2020;

[9] Indrumar Echipamente de Fabricare An 4 AA 2019-2020;

[10] Model 2 Echipamente de Fabricare;

[11] Standarde filete metric – ISO 724 Mapron Production SRL;

[12] Reguli generale pentru proiectarea unui DOF – Conf. Lucian DULGHERU;

[13] Sindilă Gh. – Tehnologii de prelucrare prin deformare plastică la rece, Editura Bren, 2017, București;

[14] Standarde.