Să se proiecteze tehnol ogia de prelucrare prin p resare la rece a reperului placuță [612538]

1

UNIVERSITATEA DIN ORADEA
FACULTATEA DE INGINERIE MANAGERIALĂ ȘI TEHNOLOGICĂ
PROGRAMUL DE STUDII:
TEHNOLOGIA CONSTRUCȚIILR DE MAȘINI

PROIECT TEHNOLOGIA PRESĂRII LA RECE II

ȘTANȚĂ SUCCESIVĂ DE PERFORAT ȘI DECUPAT

Coordonator:
Prof. dr.ing. POP ALIN Student: [anonimizat]: Gr. 641 A

– 2019/ 2020 –

2

UNIVERSITATEA DIN ORADEA
FACULTATEA DE INGINERIE MANAGERIALĂ ȘI TEHNOLOGICĂ
PROGRAMUL DE STUDII:
TEHNOLOGIA CONSTRUCȚIILR DE MAȘINI

PROIECT

TEHNOLOGIA PRESĂRII LA RECE II

TEMA DE PROIECT

Să se proiecteze tehnol ogia de prelucrare prin p resare la rece a reperului placuță

3
CUPRINS

1. Considerații generale asupra prelucrării prin pr esare la rece

1.1 Clasifi carea proc edeelor de prelucrare prin p resare la rece
1.2 Clasifi carea ștanțelor și matrițelor
1.3 Av antajele și de zavantajele tehnolo giei p rin presare la rece

2. Analiza piesei

2.1 M aterialul din c are se obține pi esa
2.2 Asp ecte asupra tehnol ogicității piesei

3. Tehn ologia de prelucrare prin presare la rece

3.1 Stabil irea formei și di mensiuni lor semifabricatului plan
3.2 Croi rea materialului (3 variante).Determinarea variantei optime de croire
3.3 Itinerariul t ehnol ogic (3 variante)
3.4 Al egerea variante economice. Normarea tehni că. Costul produsului.

4. Proiectarea unei ștanțe/matrițe

4.1 Stabil irea schiței de p rincipiu (m ai multe variante)
4.2 Calculul d imensiunilor nominale și a toleranțelor de execuție a elementelor active
4.3 Calculul fo rței de lucru
4.4 Calculul lucrul m ecanic și a put erii necesare pentru tăiere
4.5 Calculul de r ezistență a elementelor active
4.6 Calculul c entrului de presiune
4.7 Alegerea elementelor tipizate
4.8 Al egerea presei

5. Norme privind execuția sculei și măsuri de tehn ică a securității muncii

6. Norme privind întreținerea și repararea ștanței sau matriței

7. Modalități și mijloace folosite pentru îmbună tățirea fiabilității ștanței
sau matriței

8. Bibliografie

PARTEA GRAFICĂ

1. Desenul de execuție al piesei
2. Desenul de ansamblu al ștanței/ matriței
3. Desenul de execuție pentru píes ele nestan dardizate sau tipizat

4

1. CONSIDERATII GENERALE ASUPRA
PRELUCRARII PRIN PRESARE LA RECE.

PROCEDEE DE PRELUCRARE PRIN PRESARE LA RECE.

Prelucrarile prin presare la rece sunt acele prelucrari care se executa prin
deformarea plastica a materialului prelucrat ,cu sau fara separarea acestuia, la
temperaturi inferioare temperaturii de recristalizare.
Dupa caracterul deformarii,prelucrarile pr in presare la rece se pot clasifica
in urmatoarele grupe:
1. – procedee de taiere – prin care se separa partial sau total o parte din
materialul prelucrat de cealalta parte;
2. – procedee de indoire si rasucire, la care are loc deformarea prin
incovoierea sau r asucirea materialului prelucrat;
3. – procedee de ambutisare, prin care are loc deformarea complexa a
materialului prelucrat pentru trecerea acestuia dintro forma plana intr –
una cava, sau pentru continuarea deformarii unui semifabricat cav;
4. – procedee de fasonare – prin care se produce deformarea locala a materialului
prelucrat, fara modificarea grosimii acestuia;
5. – procedee de presare volumica (formare prin presare) – prin care se realizeaza
modificarea formei si a dimensiunilor materialului pr elucrat (inclusiv a
grosimii), prin redistribuirea acestuia partial sau in intreg volumul sau.
6. – procedee de asamblare prin presare – sunt acelea la care prin taiere si
deformarea materialului se realizeaza imbinarea a doua sau mai multe piese.
Denumirile prelucrarilor mai importante din cadrul fiecarei grupe si schemele de
prelucrare sunt aratate in cele ce urmeaza:

5

6

7
Din modul de asociere (combinare), operatiile de presare la rece pot fi: simple si
combinate.Operatiile simple de tipul celor prezentate in tabel se executa fiecare pe cate o stanta,
matrita sau instalatie speciala pentru aceasta; la fiecare cursa activa a culisoului presei,se executa
o singura operatie. La cele combinate se executa cateva operatii sau faze pe aceiasi stanta sau
matrita, la o cursa activa a culisoului presei.
Operatiile combinate pot fi:
-combinate succesiv –se executa pe aceiasi stanta sau matrita mai multe o peratii
simple sau faze, prin deplasarea succesiva, cu cate un pas a semifabricatului la fiecare cursa
activa a culisoului presei; piesa rezulta la cateva curse active ale presei;
combinate simultan – se executa piesa din mai multe operatii simple sau faze la o singura
pozitionare asemifabricatului si o singura cursa activa a culisoului presei;
– combinate simultan -succesiv(sau succesiv simultan) – la care piesa se obtine din mai
multe operatii simple sau faze care au fost combinate atat simultan cat si succesiv, la aceeasi
stanta sau matrita.
In afara de operatiile propriuzise de prelucrare prin presare l a rece, semifabricatul sau
piesele prelucrate mai sunt supuse dupa caz si altor operatii.
Prelucrarile prin presare la rece care cuprind numai taieri se executa cu ajutorul
foarfecelor (pregatirea) sau cu stante montate pe prese; procedeele de deformare p lastica (care
cuprind eventual si faze de taiere) se executa cu ajutorul matritelor montate pe prese,sau cu
ajutorul unor instalatii sau masini speciale.

AVANTAJELE SI DEZAVANTAJELE TEHNOLOGIEI DE PRELUCRARE
PRIN PRESARE LA RECE (Teo.pag 162)

Față de alte tehnologii, presarea la rece, prezintă o serie de avantaje care

pledează în favoarea folosirii ei.

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

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

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

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

În legătură cu piesele obținute prin presare la rece ele pot fi de la unele foarte simple până la
piese de complexitate mărită car e prin alte procedee sunt greu sau chiar imposibil de obținut.
Ele au precizie suficient de bună în așa fel încât interschimbabilitatea nu ridică probleme.
Piesele mari prezintă avantajul că de cele mai multe ori rezultă la cote finale

8
având în același ti mp greutăți relativ reduse, rezistență mare și rigiditate ridicată.

Pe lângă aceste avantaje presarea la rece prezintă și câteva dezavantaje. Stanțele și

matrițele deși au durabilitate foarte ridicată sunt și foarte scumpe prezentând un put ernic

accent particular produsului pe care îl execută, în ultima vreme ca o contra măsură a

limitării folosirii unei stanțe sau matrițe pentru o singură piesă se folosesc stanțele și

matrițele cu elemente modulate.

2 .Analiza piesei:

Fig 2.1 Piesa in formă de T

Materialul din care se obține piesa

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

9
– să asigure rezistenț a, duritatea și rgiditatea cerute, la o masă redusă și cu un cost
cât mai scăzut al piesei ștanțate;
– materialul respectiv trebuie să aibă proprietățile tehnologice care să permită
obținerea piesei prin presare la rece;
– dimensiunile rezultate din calcul pe ntru piesa proiectată trebuie să se încadreze în
domeniul dimensiunilor standardizate;
– trebuie folosite pe cât posibil materiale indigene, materiale care nu sunt deficitare
și eventual materiale cât mai ieftine.
În funcție de materialul ales, se poate recurge chiar la schimbarea formei constructive și a
dimensiunilor piesei ștanțate, astfel încât să se poată obține fără dificultăți tehnologice și la un cost
scăzut. Importanța mare a alegerii cât mai economice a materialului este întărită și de faptul că la
lucrările de presare la rece costul materialului reprezintă în mod obișnuit
60-80% din costul total al piesei.
La prelucrarea prin deformare plastică la rece a diferitelor repere se folosesc atât materiale
metalice cât și nemetalice. Materialele met alice sunt livrate sub formă de table, benzi, bare, sârme,
profile, țevi. Materialele metalice folosite cel mai des la prelucrările prin deformare plastică la rece
sunt oțelurile de carbon și aliate, cuprul și aliajele sale, aluminiul și aliajele sale, iar cele neferoare
sunt: hârtia, cartonul, materiale plastice etc.
Calitățile tehnologice (capacitate de a fi prelucrat prin ștanțare, respectiv matrițare) depind de
următorii factori:
– proprietățiile mecanice (rezistența la rupere, rezistența la forfecare, indicii de
plasticitate : gâtuire la rupere, alungire relativă;
– compoziția chimică;
– structura și mărimea granulelor componente;
– precizia dimensiunilor și calitatea suprafeței.
Capacitatea de prelucrare este asigurată atunci când:
– limita de curgere 𝜎𝑐 este cât mai mică (deoarece se micșorează revenirile elastice
după ș tanțare, respectiv matrițare);
– diferența dintre 𝜎𝑟 și 𝜎𝑐 să fie cât mai mare (asigurându -se o zonă mare pe ntru
deformări, fără ca materialul să se rupă, lucru important pentru operațiile de ambutisare, îndoire etc.)
sau raportul dintre 𝜎𝑐/𝜎𝑟 să fie cât mai mic;
– alungirea 𝛿 să fie ridicată (reducându -se numărul de operații de ambutisare, prin

10
folosirea u nor coeficienți de ambutisare mici).

2.1Material din care se obtine piesa :

STAS 500 /2 80
Oțeluri structurale pentru uz general

OL 50 – este numit otel normal de constructii, indeplineste intr -o mare masura conditiile impuse in
mod normal otelurilor in constructii. Mai este denumit si „moale” sau „ductil”.
OL50 este un simbol literar care face referire la domeniul de utilizare a otelului. Es te un otel de uz
general, utilizat in mod curent la realizarea constructiilor metalice. Numarul care insoteste simbolul
literar indica rezistenta minima de rupere (kg/mm²).

OBȚI NERE :

Oțelul este un aliaj ce conține ca elemente principale fierul și carbonul , având un conținut de carbon
sub 2,2%. Aliajele fier -carbon cu mai mult de 2,2% carbon se numesc fonte . Oțelurile sunt materialele
cu cea mai largă utilizare în industrie. Proprietățile lor pot să varieze în limite foarte largi, în funcție de
conținutul de carbon și de alte elemente de aliere.
Otelurile carbon obisnuite sunt folosite fara tratamente chimice, la constructii metalice, constructii de
masini, ca otel beton si in alte domenii, care nu reclama proprietati obisnuite. Simbolul standardizat al
acestor oteluri este alcatuit din grupul de litere [ OL (otel laminat ), urmat de cifre care indica rezistenta
minima la rupere , exprimata in daN/mm2]. Spre a da indicatii cu privire la modul de elaborare dupa
grupul de cifre se scr iu litere care au semnificatia: k – calmat ; s – semicalmat ;

Compoziția chimică (%)
Criterii Min. Max. Aproximativ CAS Number Critical Raw
Materials
Conflict Minerals
C – 0.2500 – 7440 -44-0 –
Mn – 0.8500 – 7439 -96-5 –
P – 0.6500 – 7723 -14-0 Listed
S – 0.6500 – 7704 -34-9 –

11
Proprietăți mecanice
Proprietate Valoare unitate Note
Țevi, tuburi
Limita la curgere elestică, Rp0,2 ≥ 230 MPa

Încărcarea la tracțiune, Rm 360 – 440 MPa

Alungire, A ≥ 25 %

UTILIZARE :
– sunt materialele cu cea mai largă utilizare în industrie.
– la constructii metalice, constructii de masini, ca otel beton si in alte domenii, care nu reclama
proprietati obisnuite
Specificatie de material: – STAS 500/2 80 Oțeluri structurale pentru uz general

2.2Aspecte asupra tehnologității piesei

2.1 Piesa in formă de T

12
Operațiile la care este supus semifabric atul sunt: perforare si decupare . Astfel pentru obținerea unei
piese de calitate superioară, cu dimensiuni și formă în parametri tolerați este necesar să se
îndeplinească anumite condiții tehnologice pentru fiecare operație în parte.
La proiectarea unui produs este necesar ca inginerul p roiectant să ia în considerare funcționarea,
tehnologia produsului și factorul economic.
Din punct de vedere funcțional, reperul sau produsul proiectat trebuie să îndeplinească anumite condiții
legate de buna funcționare a acestuia, condiții care trebuie s ă corespundă performanțelor urmărite
tehnologic și economic, produsul proiectat trebuie să permită un proces tehnologic simplu, productiv,
economic și condiții de muncă admise. Acești factori, funcțional și tehnilogic -economic, nu pot fi
separați, având ur mări negative, atât atunci când reperul nu corespunde funcțional, cât și atunci când
proiectarea reperului nu este tehnologică.
Proiectarea va urmări întotdeauna respectarea bunei funcționări, dar se va ține seama și de procesul
tehnologic:
– cum este execut at reperul (adoptând o formă adecvată, raze de trecere etc. și
câteodat ă, un material corespunzător, permis și de funcționare);
– dacă diferitele orificii ale reperului nu pot fi amplasate numai într -o singură parte a
acestuia (când funcționarea o permită), astfel ca execuția să fie ușurată;
– dacă două repere, considerate inițial separat, nu este mai bine a fi unite,
eliminându -se ast fel o parte din operațiile de prelucrare și montaj;
– dacă nu este mai avantajoasă executarea unui reper complicat, prin divizarea lui în
două repere mai simple (obținându -se economie prin simplificarea ștanțelor și matrițelor, precum și
micșorarea dimensiunilor acestora);
– dacă piesa nu urmează să fie tratată termic;
– dacă fixarea reperului pe mașină, la execuție, reclamă ba ze de așezare special
prevăzute;
– sistemul de ajustaj prevăzut (alezaj unitar sau arbore unitar);
– dacă se utilizează, la proiectare, piese tipizate sau piese standardizate.
O dată reperul conceput, dimensionarea acestuia se face numai funcțional. Când este
posibil, se caută ca bazele funcționale să corespundă cu bazele tehnologice sau, acolo unde cotele pot fi
puse oricum, se va ține seama neapărat de considerentul tehnologic. Nu este permis din motive
tehnologice, să se treacă pe desen o cotă care nu asigur ă funcționarea în limitele condițiilor tehnice
impuse.

13
O problemă, pe care proiectantul trebuie să o aibă în vedere, este alegerea unor toleranțe care să
permită atât funcționarea reperului nou, cât și până la un anumit grad de uzură (funcționarea în timp ul
prescris, respectiv fiabilitate). La prescrierea toleranțelor intervine deci factorul funcțional.
În același timp, în cadrul tehnologiei la care s -a gândit proiectantul, toleranțele prevăzute trebuie să fie
economice. Intervine de data aceasta factorul tehnologic -economic. Se poate întâmpla ca, în cazul când
rezultă toleranțe neeconomice, să fie necesar să se revizuiască concepția adoptată, rezultând un alt
desen al produsului finit. Este necesar de reamintit că orice micșorare a toleranțelor antrenează
scumpirea execuției; ca urmare, proiectantul trebuie să prevadă încă de la început, toleranțe largi, dar
compatibile cu funcționarea și funcționarea în timp.
Întrucât piesa are un orificiu obținut prin perforare, marginea acestuia trebuie să fie la o
anumită distanță de marginea piesei, care să corespundă indicațiilor din tabelul 2.3.

Tabelul 2.3
Distanțele minime între muchiile active ale orificiilor plăcilor de tăiere
g
(mm) 1 1,2 1,5 2 2,5 3 3,5 4 5
a
(mm) 1,4 1,8 2,3 2,7 3,2 3,6 4,0 4,4 4,9

Fig. 2.1 Piesa in forma de T

14
-rezulta că orificiile sunt poziționate corespunzător față de marginile piesei.
Îndeplinind toate condițiile din punct de vedere tehnologic, piesa se poate realiza prin deformare la
rece. Pornind de la schița realizată se execută modelul 3D al piesei folosind un program de modelare
asistat de calculator

Fig. 2.2 Model 3D piesă

3. Tehnologia de prelucrare prin presare la rece

Totalitatea activităților și proceselor naturale care au loc în legătură cu transformarea
organizată, condusă și realizată de oameni, a obiectelor muncii, cu ajutorul mijloacelor de muncă, în
vederea obținerii de bunuri materiale, constituie procesul de producție.
Latura procesului de producție care reprezintă transformarea directă, cantitativă și calitativă, a
obiectului muncii (modificarea formei, structurii etc.) constituie procesul tehnologic.
Proiectarea proceselor tehnologice cuprind o serie de etape comune. Pentru ștanțare sau matrițare la
rece, proiectarea procesului tehnologic cuprinde următoarele etape principale:
– analiz a desenului produsului finit, în vederea cunoașterii funcțiunii piesei;
stabilirea condițiilor tehnice, cunoașterea materialului, stabilirea tehnologicității produsului, punerea în
evidență a bazelor funcționale;

15
– propunerea unor eventuale modificări ale de senului produsului finit, pentru asigu –
rarea sau mărirea tehnologicității acestuia (transmise proiectantului);
– elaborarea variantelor posibile ale procesului tehnologic și alegerea variantei
economice (luând în considerare prețul de cost, precizia și con dițiile de muncă);
– determinarea dimensiunilor semifabricatului și stabilirea croirii celei mai econo –
mice a materialului;
– alegerea tipului de ștanțe și matrițe pentru varianta procesului tehnologic adoptat;
– stabilirea tipului și parametrilor utilajului ( în majoritatea cazurilor la proiectarea
procesului tehnologic se ține seama de utilajul existent);
– calculul regimului de lucru (avans, mărimea și viteza cursei de lucru);
– normarea tehnică a operațiilor;
– eventuala experimentare a unor operații propuse (la produse noi, prevederea unui
lot experimental;
– corectarea și definitivarea procesului tehnologic proiectat.
În ceea ce privește planul de operații, fiecare operație trebuie să cuprindă: schița
completă a prelucrării, bazele tehnologice, dimensiunile și toleranțele tehnologice, fazele și numărul de
piese executate simultan, ștanța sau matrița prevăzută, calibrul de contro l sau instrumentul de măsură,
mașina pe care se execută operația, rugozitate (dacă este cazul), materialul de ungere prescris, regimul
de lucru, norma de timp și eventualele instrucțiuni necessare executării operației și controlului.

3.1 Stabilirea formei și dimensiunilor semifabricatului plan

Piesa de realizat are o forma de T . Astfel stabilirea formei si dimensiunilor semifabricatului
este relativ simpla. Din desenul de executie al piesei de realizat, figu ra 3.1, se obse rva forma T ,
distanta dintre orificii respectiv unghiul dintre ele. Orifi ile din mijlocu l piesei avand diametrul de 8. De
aceea se considera forma si dimesiunile semifabricatului plan asa cu m se poate observa in figura .

16

Fig. 3.1 Desenul de executie al piesei de realizat

3.2 Croirea materialului

Croirea materialului reprezintă una din problemele tehnico -economice de primă
importanță în cadrul întocmirii unei tehnologii de prelucrare prin presare la rece.
Prin croirea materialului se înțelege stabilirea judicioasă a poziției relative a pieselor pe
semifabricatul prezent sub formă de fâșie, bandă sau foaie de tablă și determinarea dim ensiunilor
semifabricatului plan în cazul pieselor din tablă, de la care începe prelucrarea.
La croirea materialului se vor avea în vedere atât cheltuielile aferente materialului și manoperei
cât și cele necesare proiectării și construcției ștanțelor. Cro irea rațională fiind aceea care la volumul și
condițiile de producție date, asigură fabricarea pieselor cu un cost minim.
Factorii de care depinde croirea materialului sunt: forma și dimensiunile piesei, duritatea
materialului și grosimea semifabricatului , forma și dimensiunile acestuia, tipul producției. Este
cunoscut faptul că din costul unei piese obținute prin presare la rece, 60 -80 % îl reprezintă costul
materialului și nu surprinde pe nimeni accentul mare care se pune pe eficiența economică a croirii
materialului. Unul din elementele importante care se urmăresc în cadrul întocmirii unui plan de croire
este economia de material, care se poate realiza prin:
– croirea rațională a benzilor prin dispunerea optimă a pieselor pe bandă și folosirea

17
tipului de croire fără deșeuri sau cu deșeuri puține;
– atunci când este posibil să se aplice croirea combinată pentru piese din același ma –
terial și din semifabricate cu aceeași grosime;
– folosirea unor benzi sau fâșii obținute din formate de tablă cât mai lungi, deo arece
în acest fel rezultă un număr mare de piese, reducându -se în același timp cantitatea de deșeu de la
capetele semifabricatului;
– în cazul producției de serie mare sau de masă, se recomandă folosirea unor formate
de tablă speciale în vederea obținerii unor deșeuri cât mai puține;
În cadrul procesului de întocmire a unui plan de croire se pot distinge mai multe faze. În prima
fază se va stabili poziția pieselor pe semifabricat după care în a doua fază se va calcula lățimea
semifabricatului necesar.

Dispunerea pieselor pe bandă :

Aranjarea pieselor pe banda de material se face în funcție de forma geometrică a pieselor. În
cazul producțiilor de serie mare și de masă a pieselor de dimensiuni mici se aplică croirea pe mai multe
rânduri.
În cazul piese i care se va executa, aceasta se va așeza pe bandă așa cu m este prezentat în figura
3.3.
Așa cum se observă în figură, se folos ește croirea cu puntiță laterala de 1, 5mm si puntita
intermediara de 2 mm, dispunerea pieselor este pe 1 rând .

Stabilirea dimensiunii puntițelor :

După aranjarea piesei pe bandă se poate trece la determinarea mărimii puntițelor. Mărimea
puntițelor influențează în mod direct asupra stabilității procesului tehnologic de decupare, asupra
calității și preciziei pieselor obținute, asupra economicității sistemului de croire precum și asupra
durabilității ștanțelor.
Puntița trebuie să fie suficient de mare pentru a asigura rigiditate și rezistență suf icientă benzii
în vederea avansului. În același timp, puntița asigură compensarea erorilor de avans și de ghidare a

18
benzii de material. Valoarea mărimii puntiței se alege în așa fel încât puntița să nu pătrundă în orificiul
plăcii active și să nu răneacsă mână muncitorului.
Numărul mare de factori care înfluențează mărimea puntițelor face imposibilă o determinare
analitică, de aceea mărimile puntițelor se vor adopta pe baza rezultatelor experimentale obținute în
diferite sectoare ale industriei care au în specific prelucrări prin presare la rece. Aceste mărimi
determinate se regăsesc în tabelul 3.2.

Tabelul 3.2
Dimensiunea minimă a puntițelor

g (mm)
Pentru piese
circulare Pentru piese dreptunghiulare l, l1
<50 50…100 100…200 200…300 >300
b a b a b a b a b a b a
<0,5 1,5 1,0 2,5 2,0 2,5 2,0 3,0 2,5 3,5 3,0 4,0 3,5
0,5..1,0 1,5 1,0 2,0 1,5 2,0 1,5 2,5 2,0 3,0 2,5 3,5 3,0
1,2..1,5 2,0 1,5 2,0 1,5 2,5 2,0 2,5 2,0 3,0 2,5 3,5 3,0
2,0..2,5 2,3 1,8 3,0 2,5 3,0 2,5 3,0 3,0 3,5 3,0 4,0 3,5
3,0..4,0 3,0 2,5 3,5 3,0 4,0 3,5 4,5 4,0 4,5 4,0 5,0 4,5

Varianta I

Fig. 3.3 Dispunerea pieselor pe un râ nd.

Determinarea lățimii benzii se face în baza cunoașterii unor elemente cum ar fi: dimensiunile piesei,
aranjarea pieselor pe bandă, mărimea puntițelor și precizia de prelucrare a benzilor laminate.

19
Următoarea relație se folosește la calculul lățimii benzii :

B=D+2b+j+Tl

unde:
A -aria piesei
B -lățimea benzii;
D – dimensiunea piesei;
b – mărimea puntiței laterale ;
j – jocul garantat dintre riglele de conducere și bandă;
𝑇𝑙 -toleranța la lățimea benzii.
P-pasul
Înlocuindu -se cu valorile specifice, rezultă lățimea benzii. Aceasta se va rotunji la un număr
intreg superior valorii calculate.

B= 40+2+2*1,5 = 45mm
P= 59+2 = 61mm

Se determină numărul de piese pe o fâșie

𝑛𝑝=𝐿
𝑃
Unde : L – lungimea fășiei
P-pasul

Înlocuind în formula de mai sus obținem

𝑛𝑝=2000
61 = 32 bucăți
Se determină numărul de fâșii

nf=l
B

20
nf=1500
45= 33 de fășii
Unde :l -lățimea foii de tablă
B-lățimea benzii

Numărul total al pieselor pe foaia de tablă

ntotal=np*nf
ntotal=32*33=1056 piese
Aria piesei este

A=1476 mm2

Se va calcula coeficientul de utilizare al materialului

Ku=Ap∗ntotal
L∗l
Ku=1476 ∗1056
2000 ∗1500∗100=51%

Varianta I I

Fig. 3.4 Dispunerea pieselor pe un râ nd.

21
Determinarea lățimii benzii se face în baza cunoașterii unor elemente cum ar fi: dimensiunile piesei,
aranjarea pieselor pe bandă, mărimea puntițelor și precizia de prelucrare a benzilor laminate.
Următoarea relație se folosește la calculul lățimii benzii:

B=D+2b+j+Tl
unde:
B – lățimea benzii;
D – dimensiunea piesei;
b – mărimea puntiței laterale ;
j – jocul garantat dintre riglele de conducere și bandă;
𝑇𝑙 – toleranța la lățimea benzii.
P-pasul
Înlocuindu -se cu valorile specifice, rezultă lățimea benzii. Aceasta se va rotunji la un număr
intreg superior valorii calculate.
B = 59 +2+2*1,5= 64 mm
P = 40 +2 = 42 mm

Se determină numărul de piese pe o fâșie

np =L
P
Unde : L – lungimea fășiei
P-pasul

Înlocuind în formula de mai sus obținem

np=2000
42= 47 bucăți

Se determină numărul de fâșii
nf=l
B
nf=1500
64= 23 fâșii

22
Unde : l-lățimea foii de tablă
B-lățimea benzii
Numărul total al pieselor pe foaia de tablă

ntotal=nf*np
ntotal=47*23= 1000 de piese
Aria piesei este

A=1476 mm2

Se va calcula coeficientul de utilizare al materialului

Ku=Ap∗ntotal
L∗l
Ku=1476 ∗1000
2000 ∗1500∗100=49%

Varianta I II

Fig. 3.3 Dispunerea pieselor pe un râ nd.

23
Determinarea lățimii benzii se face în baza cunoașterii unor elemente cum ar fi: dimensiunile piesei,
aranjarea pieselor pe bandă, mărimea puntițelor și precizia de prelucrare a benzilor laminate.
Următoarea relație se fol osește la calculul lățimii benzii:

B=D+2b+j+Tl

unde:
A -aria piesei
B -lățimea benzii;
D – dimensiunea piesei;
b – mărimea puntiței laterale;
j – jocul garantat dintre riglele de conducere și bandă;
Tl -toleranța la lățimea benzii.
P-pasul
Înlocuindu -se cu valorile specifice, rezultă lățimea benzii. Aceasta se va rotunji la un număr
intreg superior valorii calculate.

B= 40+2+2*1,5 = 45mm
P= 59+2 = 61mm

Se determină numărul de piese pe o fâșie

np=L
P
Unde : L – lungimea fășiei
P-pasul

Înlocuind în formula de mai sus obținem

np=2000
61 = 32 bucăți
Se determină numărul de fâșii

24
nf=l
B
nf=1500
45= 33 de fășii
Unde :l -lățimea foii de tablă
B-lățimea benzii

Numărul total al pieselor pe foaia de tablă

ntotal=np*nf
ntotal=32*33=1056 piese
Aria piesei este

A=1476 mm2

Se va calcula coeficientul de utilizare al materialului

Ku=Ap∗ntotal
L∗l
Ku=1476 ∗1056
2000 ∗1500∗100=51%

În concluzie varianta I este cea mai eficientă .

3.3 Itinerariu tehnologic

Operația prin presare la rece a unor piese presupune o succesiune de operații stabilite
într-un itinerariu tehnologic. În tabelul 3.3, se prezintă sumar itinerariul tehnologic sta bilit pentru piesa
de executat

25

Tabelul 3.3
Varianta 1 Itinerar
Nr.
Op. Denumirea
operatiei Schita
operatie Scula Utilaj
10 Debitare
fasii
Foarfeca Ghilotina
20 Perforat
2 orificii Φ8

Stanta de
perforat Presa
40 Decupare
piesa in
forma de T
Stanta de
decupat Presa

26
50 C.T.C.
Subler,
Rugozi –
metru

Varianta de Itinerar II
Nr.
Op. Denumirea
operatiei Schita
operatie Scula Utilaj
10 Debitare
fasii
Foarfeca Ghilotina

27
20 Perforat
2 orificii Φ8
Stanta de
decupat Presa
30 Decupare
piesa in
forma de T
Stanta de
perforat Presa
40 C.T.C.
Subler,
Rugozi –
metru

28

Varianta de Itinerar III
Nr.
Op. Denumirea
operatiei Schita
operatie Scula Utilaj
10 Debitare fasii
Foarfeca Ghilotina
20 Perforat
2 orificii Φ8

Stanta de
perforat si
decupat
succesiva Presa

29
30 Decupare piesa
in forma de
Stanta de
perforat si
decupat
succesiva Presa

40 C.T.C.

Subler,
Rugozi –
metru

3.4 Alegerea variantei economice
3.5 (Teo.pg 164)

Normarea tehnică

Normarea tehnică constă în principal în stabilirea normei de timp 𝑁𝑇 și a normei de
producție 𝑁𝑝.
Norma de timp reprezintă durata de timp necesară pentru executarea unor operații de ștanțare
sau matrițare la rece, în anumite condiții tehnico organizatorice.Norma de timp poate fi stabilită pentru
o întreagă operație sau pentru elementele componente: fază, mânuire, mișcare complexă sau mișcare
simplă.

30
Norma de producție expr ima cantitatea de produse realizată în unitatea de timp, în condiții
determinate.Norma de producție se exprimă în unități naturale: bucăți, unități de lungime, unități de
masă, etc.Între norma de timp 𝑁𝑇 și norma de producție 𝑁𝑝există relația funcționa lă:
NT=1/NP
La baza întocmirii normei de timp cu motivare tehnică trebuie să stea următoarele condiții:
folosirea rațională și completă a echipamentului tehnologic, pe baza analizei elementelor componente
ale procesului tehnologic si utilizarea celor mai p roductive metode; organizarea rațională a muncii;
crearea de condiții pentru desfășurarea optimă a procesului de producție; organizarea deservirii locului
de muncă; pregătirea profesională corespunzătoare a tehnologului normator.
Pentru operațiile de prelu crare prin matrițare și ștanțare la rece, norma de timp se calculează cu
relația următoare:
NT=Tpi/n0+Top+Tdl+Tir [min]
în care:
Tpieste timpul de pregătire -încheiere;
n0numărul de piese care constituie lotul;
Toptimpul operativ;
Tdltimpul de deservire a l ocului de muncă;
Tirtimpul de întreruperi reglementate.
Suma timpilor Top , Tdl si Tirpoate fi întâlnită și sub denumirea de timp unitar și se notează
cuTu.
Valoarea timpului unitar Tu se stabilește cu relația:
Tu=Top(1+P
100)=(ta+tb)(1+P
100)=Top∙K1 [min]
în care:
tb este timpul de baza, min;
ta timpul ajutător, min;
P procentul stabilit pentru timpul de deservire a locului de muncă Tdlși pentru timp e timpul de
întreruperi reglementate Tir;
Toptimpul orientativ, min;
K1coeficient care ține seama de timpul de deservire a locului de muncă și de întreruperi
reglementate.

31
Timpul de bază tbreprezintă timpul consumat de către lucrătorul de la presa pentru
transformarea semifabricatului în piesă ștanțată sau matrițată.
Timpul ajutător ta reprezintă timpul în decursul căreia căruia au loc mânuiri sau acțiuni ale
lucrătorului sau utilajelor, necesare pregătirii transformării semifabricatului în piesă ștanțată sau
matrițata.Astfel, la producția de serie, timpul ajutător este format din: timpul pentru cuplarea presei sau
foarfecelor în cursă de lucru, ta1; timpul pentru așezarea ruloului de bandă pe tamburul de alimentare,
timpul pentru luarea fâșii de tablă și transportarea la presă, ta2; timpul pentru introducerea fâșii de
tablă instanță sau m atrița, ta3; timpul pentru deplasarea fâșiei de tablă în ștanța sau matriță cu un pas,
ta4; timpul pentru îndepărtarea din stanță sau matriță a deșeului fasiei de tablă, ta5; timpul pentru
scoaterea piesei din placă, la ștanțare sau matritarea din fâșii de tablă, ta6; timpul pentru mânuire
suplimentare la ștanțare sau matritarea din fâșii de tablă (ungerea și întoarcerea sau răsturnarea fașiei).
Timpul unitar la ștanțare si matrițare la rece, în minute, se calculează cu relațiile din tabelul
3.11, în funcți e de felul semifabricatului și de tipul avansului (automat sau manual).
Din timpul unitar trebuie eliminați timpii ajutători pentru mânuirile executate de lucrător în
timpul funcționării automate a presei, cu respectarea normelor de protecție a muncii; în schimb trebuie
inclusi timpii pentru mânuirile care lipsesc față de cele considerate în relațiile din tabelul 3.11.
Numărul curselor duble ale culisorului presei, n, se determină prin împărțirea numărului zn de
piese, obținute dintr -un semifabricat, la num ărulz de piese, obținute la o cursă dublă a culisorului presei
adică:

n=z0/z

32
Tabelul 3.11 (Teo.pg.165)
Relatii pentru determinarea timpului unitar la stantare sau matritare

Felul
semifabricatului Tipul
avansului:
1-automat;
2-manual
Relatia pentru timpul unitar [min]
Individual 1 Tu=tb∙K1
2 Tu=(tb+ta1+ta2+ta3+ta4+ta5)∙K1
Fasie de tabla 1 Tu=(tb+ta1+ta2+ta3+ta5
zn1)∙K1
Banda colac 1 Tu=[tb+ta1(n2+1)+ta2+ta3+ta4(n2−1)
z(n1+n2)∙]K1
Fasie de tabla
si banda colac 2 Tu=[tb+ta1n2+ta2+ta3+ta4(n2−1)+ta5+ta6
zn2]∙K1
tb – timpul de bază pentru o piesă, în min;
K1 – coeficient care ține seama de tipul de deservire a locului de muncă, de întreruperi reglementate;
ta1 – timpul ajutător pentru pornirea presei în cursa de lucru, în min;
ta2 – timpul ajutător pentru luarea semifabricatelor individuale sau sub formă de fâșii și aducerea la
presă sau pentru luarea benzi colac și așezarea ei în dispozitivul de derulare al presei, în min;
ta3 – timpul ajutător pentru așezarea semifabricatului instanță, î n min;
ta4 – timpul ajutător pentru avansarea semifabricatului cu un pas de stantare, in min;
ta5 – timpul ajutător pentru îndepărtarea deșeurilor dinstanță, în min;
ta6 – timpul ajutător pentru scoaterea pieselor din stanță și depunerea lor, în min;
n1 – numărul de curse duble ale culisoului presei pentru un semifabricat, în cazul ciclului de lucru cu
avans automat;
n2 – numărul de curse duble ale culisoului presei pentru un semi fabricat, în cazul ciclului de lucru cu
avans manual z – numărul de piese obținute la o cursă dublă a culisoului presei.

Timpul de bază se calculează cu relațiile din tabelul 3.12, în funcție de felul semifabricatului
(individual, fâșie de tablă, bandă co lac, fâșie de tablă și banda colac) și de tipul de avans(automat sau
manual).

33
Tabelul 3.12 (Teo.pg.165)
Relatii pentru calculul timpului de baza

Felul
semifabricatului Tipul
avansului:
1-automat;
2-manual
Relatia pentru timpul de baza [min]
Individual 1 tb=tb′∙K1=1
nK1
2 tb=tb′∙Kc=1
nKc
Fasie de tabla 1 tb=tb′
z=1
zn
Banda colac 1 tb=tb′(n1+n2Kc)
z(n1+n2)=n1+n2Kc
nz(n1+n2)
Fasie de tabla
si banda colac 2 tb=tb′Kc
z=Kc
nz
𝑡𝑏′ – timpul de bază corespunzător unei curse duble a culisoului presei, în min;
𝑛 – numărul de curse duble a culisoului presei, pe minut;
𝐾1 – coeficientul care ține seama de înțepenirea semifabricatului în dispozitivele de încărcare, având
valorile: 1,02…1,05 p entru mâinile mecanice (electromecanice și pneumatice); 1,03…1,05 pentru
dispozitivele de încărcare tip magazin, cu clapetă și buncăre cu distribuire continua sau pe loturi în
magazin; 1,07…1,08 pentru buncăre cu distribuirea bucată cu bucată în magazi n;
𝐾𝑐 – coeficient care depinde de tipul cuplajului.
Cu ajutorul relațiilor din tabelele 3.11 si 3.12 și a valorilor timpilor, se calculează timpul de
bază și timpul unitar.
Știind producția anuală se determină numărul de piese din lot iar cu ajutorul relației
NT=Tpi/n0+Top+Tdl+Tirse determină norma de timp.
Norma de producție pentru un schimb de 8 ore se determină cu relația:

Np=480 /Tu (Teo.pg.165,rel.11.2)

Normarea de timp pentru matriță se determină cu relația:
NT=Tpi
N+Tu[min/buc] (Teo.pg.165,rel.1 1.3)

34

Tpi=Tpi 1+Tpi 2 (Teo.pg.165,rel.11.4)

unde:
Tpi 1- timpul de pregătire pentru studierea lucrării, adunarea materialului de la locul de muncă;
Tpi 2- timpu l pregătitor pentru înlocuirea matriței;
Tpi 1=15 min
Tpi 2=25min
Rezultă:
Tpi=15+25=40 min
N- mărimea lotului, N= 10000 buc
Tu- timp unitar, Tu=(tb+ta)∙k2;
k2=1,10 – coeficient ce ține seama de tipul de adaos;
ta=Ta1∙Nm+Ta2+Ta3+Ta4(Nm−1)+Ta5+Ta6+Ta7+Ta8
z∙Nm [min] (Teo.pg.165,rel.11.5)

Ta1=0,018 min – timp ajutător pentru pornirea presei;
Ta2=0,017 min – timpul de aducere și așezarea semifabricatului;
Ta3=0,032 min – timpul pentru așezarea semifabricatului pe matrită;
Ta4=0,007 min – timpul pentru avansarea benzii;
Ta5=0,007 min – timpul pentru îndepărtarea deseurilor;
Ta6=0,016 min – timpul pentru extrager ea piesei;
Ta7=0,039 min – timpul pentru ungerea benzii;
Ta8=0,018 min – timpul pentru întoarcerea benzii;
Nm=118 – numărul de curse duble în cazul avansului;
z=1 – numărul de piese obținute la o cursă dublă a culisoului piesei;
tb=1
q∙Ncd [min] (Teo.pg.165,rel.11.6)

Ncd=59 cd/min
q- coeficient ce ține seama de cuplajul presei q=1,05
ta=0,013 min
tb=0,0089 min

35

Rezultă
Tu=(0,0089 +0,026 )∙1,10=0.038 min
Norma de timp este:
NT=40
10000+0.038 =0,052 min /buc
Norma de producție pentru un schimb de 8 ore se calculează cu relația:
NT=480
Tu[buc]
NT=480
0.038=12631 [buc]
Costul produsului
Normarea tehnică constă în principal în stabilirea normei de timp 𝑁𝑇și a normei de
producție 𝑁𝑝.
Obținerea unei piese prin operații de deformare plastică la rece poate comporta mai multe
variante de proces tehnologic , diferite între ele prin forma și dimensiunile semifabricatului folosit ,
modul de croire și coeficientul de utilizare a materialului , volumul , tipul și complexitatea
echipamentului tehnologic necesar , modul de alimentare cu semifabricate și de evacuare a p ieselor și
deșeurilor , felul și gradul de încărcare al utilajelor de presare etc .
Optimizarea alegerii variantei de proces tehnologic se va face prin stabilirea costului piesei
executată prin variantele tehnologice adoptate (ținând cont de eventual și de a lte restricții tehnico
organizatorice ); varianta optimă va fi aceea care asigură obținerea piesei la un cost minim în condițiile
de precizie , calitate și productivitate impuse .
În acest scop , stabilirea costului de producție , pe bucată , al unei piese obți nută prin deformare
plastică la rece , ca suma a tuturor cheltuielilor efectuate cu acest prilej , se face cu relația :
C=C mat+Cman+Cr+Cap+Cae [lei/buc]
în care :Cmateste costul materialului necesar confecționării unei piese ; Cman costul manoperei necesare
confecționării unei piese ;Crcostul regiei totale (pe secție și pe uzină) pentru o piesă ;Capamortizare a
presei ce revine unei piese ; Caeamortizarea echipamentului tehnologic ce revine un ei piese. T oate
costurile parțiale sunt expr imate în lei /bucata .
Pentru determinarea costurilor parțiale , sunt indicate în tabelul 3.13, relațiile de calcul
corespunzătoare .

36
Tabelul 3.1 3 (Teo.pg.165)

Relatii pentru calculul elementelor costului de productie pe piesa
Nr. crt. Costul Relatia
1 Cmat Sgγc
106Kf
2 Cman Rp
60∙Tu+v
60∙Tpl
n0
3 Cr Cman ∙R
100
4 Cap VP
na∙Ap
η
5 Cae KVe
na

Semnificația notațiilor utilizate este următoare :
S – aria piesei (sau desfășuratei ei) plane, din care se scad orificiile, în mm2;
g – grosimea materialului, în mm;
γ – masa specificată a materialului, în kg/dm3;
Kf – coeficient de folosire a materialului, în %;
c – costul unitar al materialului, în lei/kg;
Rp- retribuția medie orara a prestatorului, în lei/oră;
Rr – retribuția medie orară reglorului, în lei/oră;
Tu – timpul unitar, în min;
Tpi – timpul de pregătire încheiere,în min;
n0 – numărul de piese din lot, în bucăți , pentru producția de serie; pentru producția de masă se ia egal cu numărul de piese
obținute la o cursă dublă a culisoului presei înmulțit cu durabilitatea stantei sau matriței exprimată în număr de curse dubl e
între două recondiționări;
R- regia totală, în %;
Vp – valoare inițială a presei, în lei;
na – programul anual de fabricație, în buc/an;
Ap – norma de amortizare a presei, în %;
η – gradul de încărcare a presei cu fabricarea programului anual de piese dat, în %;
K – constantă care ține seama de raportul între programul anual de fabricație și durabilitatea totală a ștanței sau matritei;
Ve costul echipamentului tehnologic, în lei.
Pentru de terminarea gradului de încărcare, se poate folosi relația:
%η =Ftn
Ftdnp∙100 =NTna
60z1nsdsKrnp∙100 (Teo.pg.165,rel.11.7)

37
în care: Ftneste fondul de timp necesar pentru realizarea programului anual de fabricație, î n
ore;Ftdfondul de timp disponibil a unei presei între un an, în ore; npnumărul de prese folosite pentru
realizarea programului anual de fabricație; NTnorma tehnică de timp pentru obținerea unei piese, în
min; z1 numărul de zile lucrăto are între un an (se ia 307 zile); ns numărul de schimburi dintr -o zi; ds
durata schimbului, în ore; Kr coeficient pentru reparațiile preselor cu valoarea 0,95…0,97.
Înlocuind în relație, expresiile corespunzătoare din tabelul 3.13, se obține pentru calculul
costului piese o expresie de forma:

C=Sgγc
106Kf+(Rp
60∙Tu+v
60∙Tpl
n0)(1∙R
100)+1
na(VpAp
η+KVe) [lei/buc]
care indică modul de variație al costului pe bucată, în funcție de numărul de piese din programul anual
de fabricație pentr u un anumit proces tehnologic.

Calculul prețului de cost al piesei

Prețul unei piese se calculează cu relația:

C=Cmat+Cman +Cr+Cap+Cam (Teo.pg.165,rel.11.8)

a) Cmat- costul materialului necesar pentru o piesă
Cmat =f∙g∙q∙p
104∙kf lei/buc (Teo.pg.165,rel.11.9)

unde:
f=1576 mm2 – aria piesei;
g=1,5 mm – grosimea materialului;
q=8 g/cm3 – greutatea specifică a materialului;
p=12,55 lei/kg – prețul unui kg de material;
kf=60 – coeficientul unitar al materialului.
Rezultă costul materialului necesar pentru o piesă egal cu:
Cmat =1576 ∗1,5∗8∗12,55
104∗60=0,95 lei/buc

b) Cman- costul manoperei pentru o piesă

38
Cman =Sp
60Tu+Sr
60∙Tp1
No lei/buc (Teo.pg.165,rel.12.1)

unde:
Sp=10,80 lei/h – retribuția medie orară a presatorului;
Sr=12,50 lei/h – retribuția medie orară a reglorului;
Tu=0,024 min – timp unitar;
Tpi 1=0,013 min – timpul de pregătire încheiere;
N0=24 buc – mărimea lotului.
Rezultă costul manoperei pentru o piesă e gal cu:
Cman =(10.80
60∗0.024 )+(12.50
60∗0.013
24000)=0,0043 𝑙𝑒𝑖/𝑏𝑢𝑐

c) Cr- cota parte din cheltuielile de regie ce revin unei piese
Cr=Cman ∙R
100 lei/buc (Teo.pg.165,rel.12.2)

unde:
R=30 % – regia totală a secției.
Rezultă cota parte din cheltuielile de regie ce revin unei piese egală cu:
Cr=0.0044 ∗30
100=0,13 lei/buc

d) Cap- cota parte din amortizarea ce revine unei piese
Cap=Vp∙Ap
N0∙104∙η lei/buc
unde:
Vp=125000 – valoarea inițială a presei;
Ap=4,5 % – norma de amortizare a presei;
N0=24000 buc – mărimea lotului.
η=100% – gradul de încărcare al presei.
Rezultă cota parte din amortizarea ce revine unei piese egal cu:
Cap=125000 ∗4.5
24000 ∗10000∗100 =0.23 lei/buc

39

e) Cap- cota parte din amortizarea matriț ei ce revine unei piese
Cas=k∙Vs
N0lei/buc (Teo.pg.165,rel.12.4)

unde:
Vs=35000 – valoarea (costul) matriței;
k=4 – constantă;
N0=24000 buc – mărimea lotului.

Rezultă cota parte din amortizarea matriței ce revine unei piese egal cu:
Cam=4∗5000
24000=0.83 lei/buc
Astfel rezultă costul total al piesei este:

C=0,95+0.0043 +0.0013 +0.23+0.83=1,98 lei/buc

4. Proiectarea ștanț ei

La proiectarea ștanțelor și matrițelor, se va avea în vedere ca acestea să asigure executarea
pieselor conform condiților tehnice pe care trebuie să le îndeplinească, să corespundă
productivității cerute, să respecte regulile de secu ritatea muncii, să fie simple (ca execuție și
montaj) etc. În plus, trebuie să se țină seama de mărimea seriei.
Fazele de proiectare a ștanțelor și matrițelor sunt: alegerea tipului de ștanță sau matriță (în concordanță
cu punctele enumerate mai sus), exec utarea calculelor, executarea desenului de ansamblu și detalierea.

40
4.1 Stabilirea schemei de lucru

În figura următoare se prez intă schema de lucru a stantei combinate cu acțiune succesivă.

Fig. 4.1 Schema de lucru stantei

4.2. Calculul dimensiunilor nominale și a toleranțelor de execuție a elementelor active

Pentru fiecare operație se necesită să se determine dimensiunile elementelor active, atât a
poansoanelor cât și a plăcii active.
În figura 4.2 est e prezentată schema pentru calculul dimensiunilor elementelor active la
perforare. În cazul piesei de executat are loc o perforare, cu poanson cilindric și astfel vor fi calculate
dimensiunile elementelor active pentru aceasta perforare.

41

Fig. 4.2 Amplasarea câmpurilor de toleranță la perforare

Dimensiunile elementelor active la perforare sunt:
– Pentru poanson:
dp=(dmax −0.2T)−Tp0; [Teo,pag.177 ]
– Pentru placa activă:
dpl=(dmax −0.2T+jmin)0+Tpl; [Teo,pag.177 ]
unde:
dmax – dimensiunea maximă a piesei de ștanțat;
jmin – jocul minim;
T – toleranța piesei de executat;
Tp,Tpl – toleranța de execuție pentru poanson respectiv placa activă.
Tp=0,015 [Teo ,pg178 ,tab.9.10]
As=0,2 [STAS 1111 1]
Toleranța de execuție a poansonului Tp și toleranța de execuție a plăcii active se vor adopta
conform [Teo ,pg178 ,tab.9.10].
Dimensiunea maximă respectiv minimă a pieselor ștanțate se calculează avăndu -se în vedere
abaterile limită, abaterea superioră As și abaterea inferioară Ai [STAS 11111]

42

Fig. 4.3 Dimensiunile orificilor de executat

Pentru poansonul de perforat de for mă cilindrică dimensiunea nominală este:

dp=(8+0,2−0,2∗0,4)−0,0150 =8,12−0,0150mm= 8+0.105+120 mm

iar orificiul din placa activă va avea dimensiunea nominală:

dpl=(8+0,2-0,2*0,4+0,04 )0+0,025=8,160+0,025mm= 8+0,160+0,185 mm

Valorile jocului între elementel e active se iau din [Teo ,pg178,tab.9.9 ]

Lungimile poansoanelor de perforat, și de retezat se calculează cu formula:
Lp=Hpp + H pd + H rg + g + (15…30)mm
unde:
Hpp- grosimea plăcii port -poanson;
Hpd- grosimea plăcii de desprindere;
Hrg- grosimea riglei de ghidare;
g- grosimea semifabricatului.
Astfel lungimea acestor poansoane va rezulta:
Lp=30+20 +6+1 +15≈ 72 mm [Teo ,pg178,rel.8.1]

43
Dimensiunile de gabarit ale plăcii active influențează în mod direct dimensiunile celorlalte plăci
care întră în componența matriței.
Grosimea minimă a plăcii active se calculează cu formula:
H=(0,1…0,6)b; [Teo ,pg178,rel.8.2]
unde b este lățimea semifabricatului.
Semifabrica tul utilizat, avân d lățimea de 59 mm
-rezultă grosimea plăcii active de:
H=0, 508 * 59 =30 mm

Lungimea respectiv lățimea se stabilesc cu relațiile:
L=n∙p+(0,5…6)H [Teo ,pg178,rel.8.3]
l=b+(0,5…4)H [Teo ,pg178,rel.8.4]
unde:
n- numărul de pași;
p- mărimea pasului.
Rezultă lungimea plăcii active:
L= 2 * 59 + 6 * 30 = 300 mm
și lățimea:
l = 59 + 4* 30= 200 mm

În funcție de dimensiunile de gabarit Lxl a plăcilor active se aleg și ceilalți parametri geometrici
care definesc pozițiile și diametrele găurilor de știfturi și șuruburi
Diametrul găurilor pentr u șuruburi: d=10,5 pentru suruburi M10 ;
Diametrul găurilor pentru știfturi: d 1=8;

Distanța minimă între găurile pentru șuruburi și știfturi:

a2=0,8∙10,5+10,5+8
2=17,65≅18mm

Distanța dintre găurile de șurub sau șt ift și marginea plăcii active: 10 mm

44

4.3 Calculul forței de lucru, lucrul mecanic și a forței necesare pentru realizarea piesei

Perforarea
În timpul procesului de perforare, rezistența materialului la forfecare, în mod implicit
și forța de tăiere, nu rămân constante ci variază în funcție de adâ ncimea de pătrundere a poansonului în
semifabricat. În urma analizei modului de variație a forței de pătrundere a poansonului în semifabricat,
pentru materiale cu elasticitate diferită și scule cu jocuri diferite s -a constatat că:
– Forța maximă din cadrul p rocesului de tăiere este mai mare în cazul unui joc mai
mare ca jocul optim;
– Scăderea forței se face mai repede pentru materialele mai dure;
– Cursa activă este mai mică decât grosimea semifabricatului;
– Când jocul este mai mare decât jocul optim, scăderea fo rței se face într -un interval
de timp mai mare crescând în acest fel lucrul mecanic necesar separării.
Forța necesară pentru perforare depinde de lungimea perimetrului pe care are loc perforarea, de
grosimea semifabricatului și de proprietățiile mecanice a le materialului semifabricatului, de mărimea
jocului și de starea muchiilor.

Forte care apar la perforare :
– forța de taiere :
Ft1=Af1∙σ [Teo ,pg178,rel.8.5]
unde:
Af1- aria de forfecare;
σ –rezistenta la rupere ce depinde de tipul materialului. (=40MPa)
– forța de desprindere a semifabricatului de pe poanson:
Fd=Kd∙Ft [Teo ,pg178,rel.8.6]
unde:
Ft- forța de tăiere;
Kd- coeficient ce depinde de tipul ștanței și de grosimea materialului.
– forța pentru împingerea deșeului prin placa de tăiere:
Fîmp=Kîmp∙Ft [Teo ,pg178,rel.8.7]

45
unde:
Ft – forța de tăiere;
Kimp- coeficient ce depinde de tipul materialului;
– forța de indoire :
Fînd=0,05∗Ψ∗Ft [Teo ,pg178,rel.8.8]

unde:
Ft – forța de tăiere;
Kind- coeficient ce depinde de tipul materialului;
Ψ – unghiul de ascutire a sculei (=0)

a) perforarea orificiului cilindric Ø 8
Forța de tăiere
Ft = 25,13 * 40 0 = 1005 3,3 [N]
Forța pentru împingerea deșeului prin placa de tăiere
Fimp = 3 * 1005 3,3 = 3015 9,9 [N]
Forța de desprindere a semifabricatului de pe poanson:
Fd= 3 ∗ 10053 ,3 = 30159 ,9 [N]

Forța totală
Ftot 2 =1005 3,3 +3015 9,9 +3015 9,9 = 7037 8,1 [N]

b) cutitul de pas

Forța de tăiere
Ft = 915 * 400 = 366000 [N]
Forța pentru împingerea deșeului prin placa de tăiere
Fimp = 3 * 366000 = 1098000 [N]
Forța de desprindere a semifabricatului de pe poanson:
Fd= 3 ∗ 366000 = 1098000 [N]

46

Forța totală
Ftot 9=366000 +1098000 +1098000 = 516600 02 [N]
Calculul pozitiei cepului in placa de cap al stantei:
ΣMx0= 0
Ftot 1*x1+……+ Ftot 9*x9 =X * FT
=>165801094=57345 6,49*X
=>X=187,17
ΣMy0= 0
Ftot 1*y1+……+ Ftot 9*y9 =Y * FT
=>Y=15447449/6652 76,49=149,22
Lucrul mecanic al forței totale de tăiere se calculează cu relația:
L=λ∗ Ftot * g [Teo ,pg178,rel.8.9]

unde:
L- lucrul mrcanic;
λ−coeficient =0,5
g- grosimea piesei
unde λ este un coeficient cu valorile cuprinse în tabelul 4.5 și se alege în funcție de materialul supus
prelucrări i și grosimea semifabricatului.

Tabelul 4.5 [Teo ,pg178]
Valorile coeficientului λ
Material g [mm]
<1 1…2 2…4 >4
Oțel moale
25…3 5 daN 0,70…0,65 0,65…0,60 0,60…0,50 0,45…0,35
Oțel cu duritate
medie
35…50 daN 0,60…0,55 0,55…0,50 0,50…0,42 0,40…0,30
Oțel dur
50…70 daN 0,45…0,40 0,40…0,35 0,35…0,30 0,30…0,15

47
Aluminiu și
cupru 0,75…0,70 0,70…0,65 0,65…0,55 0,55…0,40
Forța de tăiere totală a tuturor operațiilor de tăiere este
Ftot = F tot 1+ Ftot 2+ Fto 3+ Ftot 4+ Ftot 5+ Ftot 6+ Ftot 7+ Ftot 8+ Ftot 9 =67853 6,49 [N]

iar lucrul mecanic este:
L = 0,5 * 678536,49 =313 588,245 [daJ]

Puterea necesară pentru operațiile de tăiere se determină cu relația:
Pnec=(a0∗L∗n)/(60∗η∗ηt) =(1,2∗313588 ,245 ∗60)/(60∗0,6∗0,9)=369569,758 [W]
[Teo ,pg178,rel.9.1]
unde:
a0- coeficient care ț ine seama de regimul de lucru, a0=1,1…1,4;
η- randamentul mediu al presei, η=0,5…0,7
ηt- randamentul mediu al transmisiei, ηt=0,9…0,95
Astfel put erea este:
Pnec = 370 [kW]

4.4 Alegerea presei

La alegerea presei trebuie să se tină seama de volumul de fabricație. În cazul folosirii
unor prese existente, se aleg tipurile cele mai corespunzătoare, care nu sunt complet încărcate și în
acest caz nu întotdeauna vor fi satisfăcute cerințele impuse de tehnologie. Când se folosește o presă
nouă, aceasta trebuie să aibă caracteristici cât mai cor espunzătoare.
La alegerea presei trebuie să se urmărească:
-tipul presei și mărimea cursei culisoului să corespundă operației care se va efectua;
-forța dezvoltată de presă să fie mai mare decât forța necesară executării operației;
-puterea presei trebuie să fie suficientă pentru realizarea lucrului mecanic necesar operației;
-distanța minimă dintre masă și culisoul presei să fie egală sau mai mare decât înalțimea totală
(închisă) a matriței;

48
-dimensiunile mesei și culisoului presei să asigure posibilitatea de montare și fixare a
matrițelor, iar dimensiunea orificiului din masa presei să permită căderea liberă a pieselor la evacuarea
prin cădere;
-să se poată monta dispozitive și instalații speciale (tampoane, mecanisme de avans etc .) în
funcție de genul operațiilor;
-exploatare uilajului să se poată efectua în conformitate cu normele de tehnica securității
muncii.
Parametrii tehnici de bază în alegere presei sunt deci: forța, puterea, mărimea cursei, distanța
minimă dintre culisou și masă, precum și dimensiunile mesei presei.
În cazul execuției piesei noastre, forța totală calculată este de 26∙104𝑁, ceea ce determină
utilizarea unei prese cu excentric cu forță dezvoltată mai mare decât forța totală calculată. Din presele
de fabri cație românească, se alege presa CDCS 401 P . În tabelul de mai jos se prezintă caracteristicile
principale ale presei, cele care sunt necesar cunoscute pentru a se putea utiliza în bune condiții matrița.
Tabelul 4.6
Caracteristicile tehnice ale presei meca nice RHTC 601 L
Caracteristicile tehnice principale RHTC 601 L
Forța nominală de presare (F) 48
Numărul curselor duble ale culisoului (n) 120
Domeniul de reglare al cursei culisoului (C) 10-120
Distanța dintre axa culisoului și batiu (R) 220
Dimensiunile mesei (AxB) 360×450
Dimensiunile orificiului din masă 200
Locașul pentru cep 40×90
Distanța maximă între masă și culisou, la cursa maximă
a bielei, fără placă de înălțare (H) 280
Reglarea lungimii bielei (M) 63
Deschiderea de trecere prin batiu spre spate 250
Grosimea plăcii de înălțare 80
Diametrul găurii de trecere din placa de înălțare 100
Puterea motorului 5
Înclinarea maximă a presei 30
Lungimea 1180

49
Lățimea neînclinată 1660
Lățimea înclinată 2040
Înălțimea 2390

Fig. 4.6 Schema generală a unei prese cu excentric

Fig. 4.7 Presa RHTC 601 L

50
4.4 Calculul de rezistanță a el ementelor active ale stantei

4.5.1 Verificarea poansoanelor
Verificarea la compresiune se face cu relația:
σc=F
Amin≤σadm [Teo ,pg178,rel.9.2]

unde:
σc- efort la compresiune;
F- forța la compresiune;
Amin- aria secțiunii transversale minime a poasonului;
σadm- efortul unitar admisibil de compresiune, σadm =1000 [N].

Verificarea la flambaj a poansoanelor se face pe baza coeficientului de zveltețe:
λ=lf
imin [Teo ,pg178,rel.9.3]
unde:
lf- lungimea de flambaj;
imin- raza de inerție minimă.
Lungimea de flambaj se calculează ținând seama de soluția constructivă adoptată: pentru
poansoanele neghidate lf=2l iar pentru poansoanele ghidate lf=√2
2l.
Raza de inerție minimă se determină cu relația:
imin =√Imin
Amin [Teo ,pg178,rel.9.4]
unde:
Imin- momentul de inerție minim care se calculează în funcție de secțiunea poansonului: Imin =
b∙h3
12 pentru secțiuni dreptunghiulare, Imin =π∙D4
64 pentru secțiuni cilindrice;
Amin- aria secțiunii transversale minime a poasonului.
Coeficientul calculat trebuie să fie mai mic decât coeficientul de zveltețe admisibil. Pentru
oțeluri dure aliate cu crom și molibden λ0=65, pentru oțeluri dure λ0=90 și pentru oțeluri carbon
λ0=105 .
a) Calculul de rezistență a poansonului de perforat
Verificare la compresiune

51
σc = 1067 81 / 120 = 889,85 [ N] = 88,99 [ daN] ≤ 100 [ daN]

Verificarea la flambaj
lf = 2l = 2*50=100 mm [Teo ,pg178,rel.9.5]
Imin = 131,85
imin = 1,8
λ = 100 / 1,8 = 55,5 ≤ 65

1
Poansonul de per forat rezistă din punct de vedere mecanic.
Pentru o rezistenta si mai buna la flambaj , poansonul de per forat se va ghida și cu ajutorul
plăcii de scoatere a semifabricatului de pe poanson. Astfel se va executa un ajustaj cu alunecare
asemanător cu cel între elementele principale de ghidare ale matriței în tre placă și poanson.
Pentru celelalte poansoane nu se fac calcule de rezistență deoarece au secțiunea transversală
mai mare decât poansonul de per forat verificat mai sus și forțe de apăsare aproximativ egale. S e
presupune că acestea rezistă la incoioiere si flambaj.

4.5.2 Verificarea plăcii active
În timpul lucrului plăcile active sunt supuse solicitării de încovoiere. Verificarea la încovoiere
se face cu ajutorul unor relații simplificate și în strânsă legătură cu forma orificiului din placa activă și
cu modul în care este fixată placa în pachetul de plăci.
Relatia cu care se verifică rezistența la încovoiere a plăcii active, este:
σi=3F
Hm2(b
a
1+b2
a2)≤σai [Teo ,pg178,rel.9.6]
unde:
F- forța de presare;
Hm- înălțimea plăcii active;
σai- rezistența admisibilă de încovoiere;
a și b – dimensiunile orificiului de formă dreptunghiulară.
Rezultă astfel:
σi=3∙39080
252(8,47
8,47
1+8,472
8,472)=93,8 N≤500 N

52

În urma calculelor de rezistență, rezultă că elementele active ale matriței rezistă la solici tările
apărute în timpup procedeului de deformare prin presare la rece a piesei de executat.

4.5 Calculul centrului de presiune

Centrul de presiune reprezintă punctul în care este aplicată rezultanta forțelor ce
acționează simultan asupra matriței în procesul de lucru.
Pentru a nu se produce dexasarea matriței, asimetria jocului, uzura rapidă a elementelor de
ghidare și a muchiilor active, este necesar ca axa cepului să coincidă cu centrul de presiune.
Pentru determinarea poziției centrului de presiune se folosesc două metode: metoda analitică și
metoda grafică.
Calculul centrului de presiune prin metoda analitică
Se determină punctul de aplicare a forței pentru fiecare element în parte și apoi folosind
teorema momentulu i static, se determină poziția rezultantei – centrul de presiune. În figura 4.8 sunt
prezentate dispunerea punctelor de aplicare a forțelor precum și coordonatele acestora.
Calculul pozitiei cepului in placa de cap al stantei:
ΣMx0= 0
Ftot 1*x1+……+ Ftot 9*x9 =X * FT
=>165801094=573456,49*X
=>X=187,17
ΣMy0= 0
Ftot 1*y1+……+ Ftot 9*y9 =Y * FT
=>Y=15447449/665276,49=149,22

Centrul de presiune al matriței concepute are coordonatele: xG = 187,17 yG =149,22 . În acest
punct se va monta cepul de prindere cu berbecul presei.

53
4.6 Alegerea elementelor tipizate

În construcția matriței se găsesc elemente fabricate exclusiv pentru matrița respectivă
însă și elemente tipizate care se comercializează de la un productor specializat. Aceste elemente sunt:
cepul, suruburile de prindere, știfturile,poanson de perforare.
Cepul de prindere s -a ales în același mod ca și elementele de ghidare, adică dintr -un catalog. În
functie de orificiul din berbecul presei anterior, cepul trebuie să aibe diametrul egal cu diametrul
acestuia. În figura 4.11 se prezintă forma și dimensiun ile cepului ales: PN-83/M -66102 tip CA cu
diametrul de 20 mm.
Pentru fixarea pachetului de plăci inferioare s -au folosit 4 șuruburi cu ca p cilindric locaș
hexalobular M10 x55 (DIN 7984) iar pentru fixarea pachetului de plăci superioare s – au folosit 4
șuruburi cu ca p cilindric locaș hexalobular M10 x55 (DIN 7984)
Pentru poziționarea plăcilor s -au folosit 4 știfturi pentru pachetul inferior de ϕ8×8 0 și 2 știfturi
pentru pachetu l superior de ϕ8×6 0.

Fig. 4.9 Catalog pentru suruburi

54

Fig. 4.10 C atalog pentru stifturi

Fig. 4.11 Catalog pentru cepul de prindere

55
Bibliografie

1) M.-Teodorescu -Elemente -de-proiectare -a-stantelor -si-matritelor –
2) Rosinger_ST_TPR_Procese si scule de presare la rece
3) Curs TPR II-Prof.dr.ing. Radu Eugen
4) Elemente de asamblare tipizate :
https://ecom.meusburger.com/e_menu/index.asp?set_gruppe=2

56