Proiectarea procesului tehnologic de presare

TEMATICAProiectului de an la disciplina “Tehnologii şi utilaje de Presare”

1. Primirea temei. Consideraţii generale privind proiectarea creativă a procesului tehnlogic de presare.

2. Analiza piesei – forma ei trebuie sa fie constructiv – raţional – tehnologică.

3. Determinarea variantei optime de croire. Calcule pentru: puntiţe, lăţimea benzii, coeficient de croire şi de utilizare, consumul tehnologic.

4. Alegerea schemei tehnologice optime.5. Calculul forţelor, lucrului mecanic şi puterii pentru presare şi

alegerea presei.6. Determinarea centrului de presiune.7. Determinarea jocurilor şi calculul părţilor de lucru ale elementelor

active.8. Calculul de dimensionare şi de verificare a elementelor ştanţei

(poansoane, plăci active, plăci de bază, arcuri, şuruburi).9. Întocmire plan de operaţii aferent tehnologiei adoptate.10. Întocmire schiţe pentru desen de ansamblu. Se va realiza

secţiune prin ştanţă şi o vedere de sus a părţii inferioare.11. Întocmire desen la scară pentru ansamblu.12. Realizare două desene de execuţie la alegere pentru

elemente active, placă portpoanson şi placă de reţinere.13. Predarea şi susţinerea proiectului.

Consideraţii generale

Proiectarea procesului tehnologic constituie baza pregătirii de fabricaţie a piesei ce urmează a fi prelucrată prin presare la rece.Elaborarea procesului tehnologic trebuie făcută cu minuţiozitate din cauza costului ridicat al dispozitivelor de presare la rece şi a duratei relativ lungi de pregătire a fabricaţiei astfel încât varianta adoptată să satisfacă din punct de vedere tehnic si economic. La proiectarea procesului tehnologic, scopul final principal este acela de a proiecta dispozitivele (ştanţele şi matriţele) necesare pentru fabricarea piesei prin presare la rece. Proiectarea ştanţelor şi matriţelor necesită parcurgerea anumitor etape, pe care le vom analiza în continuare.

Analiza piesei

Piesa trebuie să se execute la forma, dimensiunile şi calitatea prescrise în desenul de execuţie. Este necesar să se asigure o tehnologitate corespunzătoare (raze, dimensiuni orificii, distanţe între orificii), astfel încât piesa să se execute în condiţii economice.

Stabilirea formei şi dimensiunilor semifabricatului

Se aplică tuturor pieselor care se realizează prin operaţii de deformare (îndoire,ambutisare, fasonare, presare volumetrică).

Pentru operaţiile de îndoire, ambutisare, fasonare se determină forma şi dimensiunile semifabricatului plan (piesa desfăşurată) astfel lungimea de îndoire se calculează după fibra neutră, iar dimensiunile semifabricatului la ambutisare se calculează din egalarea ariei piesei cu a semifabricatului plan.

La operaţiile de presare volumetrică dimensiunile semifabricatului se calculează ţinându-se cont de legea volumului constant prin egalarea volumului semifabricatului cu cel al piesei.

Toleranţele dimensiunilor semifabricatelor se vor corela cu precizia de obţinere a piesei presate la rece.

Temă proiect: S 1 Piesă tip şaibă,

material OL 50,g=1,0mm,di=10mm,de=20mm

Pentru calcule, în cadrul proiectului, vom utiliza:

a. Material OL 50=> r=500÷550 N/mm²

b. Toleranţe:neindicate pe tema de proiectare; vom utiliza valorile uzuale: (0,5÷1,0)% din dimensiune=> pentru cazul nostru:±(0,5÷1,0)% din 20mm = ±(0,1÷0,2)mm=> vom alege valoarea 0,2 mm

c. Calcul puntiţe:

Puntiţa de margine:

a1=(1,7÷2,4)•g => a1=(1,7÷2,4)•1,0 => a1=(1,7÷2,4)mm=> vom alege valoarea a1= 2,0mm

Puntiţa intermediară:a2=(1,5÷1,7)•g => a2=(1,5÷1,7)•1,0 => a2=(1,5÷1,7)mm=> vom alege valoarea a2= 1,6mm

d. Lăţimea benzii:Vom utiliza varianta cu apăsare laterală:B = N + 2•a1 + Δlunde:B = lăţime bandăΔl = toleranţa unilaterală (negativă) (0,6÷1,0)mm

=> vom alege valoarea Δl =0 ,8mm N = diametru exterior piesă 20mmB = N + 2•a1 + Δl = 20 + 2•1,6 + 0,8 = 20+3,2+0,8=>B= 24mm

e. Coeficient de utilizare al materialului. Variante de croire.

Pasul p = N + a2 = 20 + 1,6 => p= 21,6mm

Ca semifabricat vom utiliza fâşii de tablă debitată dintr-o coală cu dimensiunile (L•b) 2000•1000mm.

Numărul de piese posibil de fabricat dintr-o fâşie:n1= L / p = 2000 / 21,6 = 92,59 => n1=92 piese

Numărul de fâşii debitate dintr-o coală:n2= l / B = 1000 / 24 = 41,66 => n2=41 fâşii

Coeficient de utilizare al materialului:

unde:

η = coeficient utilizare material;

Ap = arie totală piesă => Ap = 314 - 78,5 = 235,5 [mm²]

=> η = 44,41 %

f. Calculul forţelor (F), lucrului mecanic (L) şi puterii (P).

Forţa totală de tăiere Ftot necesară pebtru alegerea presei, este:

Ftot = F + Fi + Fs + Fa, unde:

F = forţa de tăiere propriu-zisă (maximă) Fi = forţa de împingere prin orificiul plăcii activeFs = forţa de scoatere a materialului de pe poansonFa = alte forţe care pot să apară

F = K • L • g • f = (1,1÷1,3) • L • g • (0,8 • r ) = L • g • r

Forţa de decupare: F1 = • D • g • r = • 20 • 1,0 • 55 = 3454 daN

Forţa de perforare: F2 = • d • g • r = • 10 • 1,0 • 55 = 1727 daN

F1 + F2 = 3454 + 1727 = 5181 daN ≈ 5,181 tf => F = 5,181 tf

Forţa de împingere:Fi = Ki • n • F unde:

Ki = coeficient de împingere

n = numărul de piese care se găsesc în orificiul plăcii active şi care trebuiesc scoase prin împingere (alegem 4)

=> pentru cazul nostru: material Oţel = 0,010÷0,065 =>Fi = Ki • n • F = 0,010 • 4 • 5,181 = 0,20724 tf

Forţa de scoatere:Fs = Ks • F unde:

Ks = coeficient de scoatere

=> pentru cazul nostru: material Oţel = 0,02÷0,08 =>Fs = Ks • F = 0,02 • 5,181 = 0,10362 tf

Putem calcula valoarea forţei totale:Ftot = F + Fi + Fs + Fa = 5,181 + 0,20724 + 0,10362+ 0 = 5,49186 tf =>=> Ftot = 5,49 tf

Alegere presă:Din grupa de dimensiuni ale forţelor nominale putem alege pompa necesară cu puterea P = 6,3 tf.

Lucrul mecanic:L = Fmed • g = C • F • g unde:

F = forţa totală de tăiere Ftot = 5,49 tfg = grosime material g = 1,0 mmC = coeficient de proporţionalitate C = 0,4

L = C • F • g = 0,4 • 5,49 tf • 1,0 mm = 0,4 • 5,49•104 • 1,0•10-3 == 0,4 • 5,49•10 • 1,0 = 21,96 => L ≈ 22 Joule

Puterea necesară:

unde:

L = lucrul mecanicPu = puterea utilă consumată pentru tăiereη = randamentul mediu al presei (η =0,2÷0,5)n = numărul de curse duble pe minut (alegem 80)a = coeficient care ţine seama de regimul de lucru (a=1,2÷1,4)

=> P = 0,127 KW

Determinarea centrului de presiune

[mm]

Determinarea jocurilor şi calculul părţilor de lucru ale elementelor active

a) Calculul jocului optim:

g = 4 6 % => [mm] = 45° => tgα = 1

b) Calculul dimensiunilor elementelor active la decupare:Cunoaştem:

- dimensiunea piesei:

- toleranţa piesei: T = As – Ai

Dimensiunea orificiului părţii active este:

, iar

Dimensiunea părţii active a poansonului este:

Unde Ta, Tp sunt tolerantele elementelor activeTa, Tp (0,25...0,3)T

b) Calculul dimensiunilor elementelor active la perforare:

Cunoaştem:

- dimensiunea orificiului piesei:

- toleranţa acesteia: T = As – Ai

Dimensiunea părţii active a poansonului este:

, iar

Dimensiunea orificiului părţii active este:

Unde Ta, Tp se iau ca Ta, Tp (0,25...0,3)T, iar J = Joptim si se ia din tabele. Ca urmare, la decupare, jocul se realizează prin ajustarea poansonului, iar la perforare jocul se realizeaza prin ajustarea placii active.

BIBLIOGRAFIE

1. Ţuţurea M. Tehnologii şi utilaje de presare la receE.U.L.B. Sibiu 2003