Sa se proiecteze o sectie de matritare cu o capacitate anuala de productie Q= 3100 [t/ an], destinata reperului Butuc Roata Melcata

TEMA PROIECTULUI

Sa se proiecteze o sectie de matritare cu o capacitate anuala de productie Q= 3100 [t/ an], destinata reperului Butuc Roata Melcata.

Capitolul I Proiectarea sectoarelor de deformare plastica

1.1 Probleme principale privind proiectarea sectiilor de P.P.T.T

Īn proiectare, principalele probleme ce trebuiesc rezolvate simultan, sunt urmatoarele:

stabilite anterior;

, este o productie de serie mare. Productia de serie mare sau de masa este caracterizata printr-un volum foarte mare al productiei pentru un singur produs, īn acest caz produsul fiind "Butuc roata melcata".

De asemenea, productia de serie mare necesita utilaje specializate, cu precadere utilaje si instalatii de prelucrare automata,iar īn acest caz procesele tehnologice de executie trebuiesc proiectate īn mod detaliat.

2.3 Programul de fabricatie al sectiei de matritare

Programul de productie reprezinta unul din documentele de baza ale proiectarii si cuprinde urmatoarele:

denumirea produselor cu indicarea tipo- dimensiunilor si a caracteristicilor cerute;

greutatea unui produs si greutatea totala a productiei;

pretul estimativ pe produs si pe īntreaga productie;

precizarea pieselor de schimb prevazute īn program, precizānd calitatea, masa acestora si costul aproximativ.

Exista trei tipuri de programe de productie:

-program de productie precis, care se foloseste īn cazul īn care obiectul productiei īl constituie o gama diversificata de produse;

- program de productie echivalent, ce poate fi folosit īn general la proiectarea sectoarelor cu productie de serie si individuala, la care diversitatea pieselor este foarte mare;

- program de productie conventional, la care elaborarea documentatiei tehnologice se face pentru un singur produs ales īn mod conventional, considerat reprezentativ, apoi documentatia se extinde asupra tuturor produselor fara utilizarea unor coeficienti.

CAPITOLUL III. PROIECTAREA PROCESULUI TEHNOLOGIC DE MATRITARE

tare se īntelege procesul de prelucrare īn stare plastica a metalelor, la care curgerea metalului are loc simultan īn īntreg volulmul metalului, fiind conditionata de legea minimei rezistente, de forma si dimensiunile locasului de matritare.

STAS- ul 7670-96 stabileste marimea adaosului de prelucrare si a abaterilor minime pentru piese matritate din otel, metale si aliaje neferoase pe masini verticale fara extractoare (ciocane), masini verticale cu extractoare (prese) si separat pe masini de forjat orizontale.

Din STAS 7670-96 am ales un adaos de prelucrare de 2, 1[mm].

Inclinatii de matritare:

Din punct de vedere al pozitionarii, īnclinatiile de matritare pot fi:

-interioare;

-exterioare.

Prin īnclinatie interioara se īntelege acea īnclinatie a piesei matritate care defineste suprafetele care la contractie se strang pe peretii matritei.

Inclinatiile exterioare sunt suprafetele piesei matritate care la racire sau contractie se desprind de peretii cavitatii de matritare.

Īnclinatii de matritare:- interioare a

- exterioare a

Dimensiunile semifabricatului initial:

d_si=118,5 [mm], rezulta din STAS 333 d_si=120 [mm].

Lungimea semifabricatului initial L_si= [mm]

S_si=, [mm²]

L_si= 214 [mm]

Calculul regimului termic la forjare este:

T_id=1050 C

T_sf= 850 C

T_c=T_id+100= 1150 C

T_is= 20 C   

t_inc=k₁.k₂.d [h]

d=diametrul semifabricatului

k₁=10.20

k₂=1.4

d=120 [mm]

t_inc= 0,58[h] = 35[min]

Timpul de racire: t_r

t_r= k_q.k_g [min]

k_q- functie de temperatura (se gaseste tabelat);

k_g- functie de marimea semifabricatului

t_r=0,12 [h] = 7,49[min]

B_i=0,018(īncalzirea se face īntr-o singura treapta B_i<0,25)

3.3 Stabilirea utilajelor necesare

Pentru matritarea propriu-zisa se folosesc fie ciocane matritoare cu sabota fixa, fie ciocane cu contralovitura.

Pentru debavurare se recomanda presele mecanice cu manivele si surub. Sculele necesare pentru matritarea propriu-zisa sunt matritele : inferioara si superioara.

Pentru operatiile de debavurare perforare se folosesc stante. Se mai folosesc dispozitive pentru īndepartarea oxizilor, S.D.V.-uri pentru verificarea formei si dimensiunilor piesei matritate (rigle macanice, compase, subler).

Pentru alegerea ciocanelor de matritare, a utilajelor de īncalzire, de debavurare, perforare si transport se recomanda [1] tabelul 15.3, pag.520.

codificare- CM 03150;

masa partii cazatoare-3150 [kg];

energia de lovire-0,175 [MJ];

utilaje auxiliare ce intra īn compunerea grupurilor tehnologice de forjare si matritare- prese mecanice pentru debavurat 1000 [KN].

Pentru īncalzirea semifabricatului initial am ales cuptorul cu vatra mobila cu o suprafata de 6,3 m².

La debitare se foloseste fierastraul circular cu diametrul pānzei de D=360 mm.

3.4 Proiectarea sculelor de lucru

Proiectarea locasului finisor

Locasul finisor este locasul propriu-zis de matritare si reprezinta negativul piesei matritate la care se prevede canalul de bavura. Dimensionarea canalului finisor se realizeaza dupa desenul de piesa matritata cu cote la cald. Adaosul de contractie se ia īn considerare pentru grosimi > 10 [mm].

Acest adaos variaza īn limitele 1,0.2,0 [%] functie de calitatea metalului ce se deformeaza si de temperatura de sfarsit de matritare. ([5], tabel 12.24, pag.495).

Am ales adaosul de contractie 1,3%.

Locasurile mai adanci pentru piesele matritate asimetric se recomanda sa fie realizate īn matrita superioara. Acest lucru permite o scoatere mai usoara a piesei finite.

Umplerea inegala a cavitatii matritelor cu metal la matritarea cu ciocane se datoreaza inertiei metalului īn procesul de deformare (datorita vitezei relativ mari), cat si datorita īncalzirii diferentiate a celor doua matrite.

Locasul pentru cleste- serveste pentru introducerea semifabricatelor īn vederea matritarii, respectiv scoaterii piesei finit matritate.

Dimensionarea locasului pentru cleste se realizeaza functie de diametrul initial (d_si), iar daca serveste si ca palnie de turnare, se are īn vedere si masa piesei matritate.

Dimensionarea penelor longitudinale

Dimensionarea penelor longitudinale se realizeaza functie de lungimea berbecului (adancimea berbecului). Se adopta l' functie de utilaj din [5], tabel 12.3, pag.450.

l'= 1000 [mm]

l= l'+(80.120) [mm]

l= 1100 [mm]

h= h_2; adancimea cavitatii īn care se ansambleaza matrita.

b= (0,8.1,0)h₂ [mm]

b=1*28= 28 [mm]

a

b

g

Dimensionarea penelor transversale

Dimensionarea penelor transversale se realizeaza functie de adancimea cavitatii h₂.

b= l= h= h₂;

b=40 [mm]

B= 1,6h₂;

B=1,6*40= 64[mm]

L= 1,8h₂;

L= 1.8*40=72[mm]

a b

3.5 Documentatia tehnologica

Planul operatiei:

t_pī1 = contine timpul pentru primirea sarcinilor de productie a materialului, analiza si studiul lucrarii ce urmeaza a fi efectuata, predarea lotului de piese matritate si a documentatiei;

t_p = timp necesar pentru inlocuirea matritelor care se acorda o singura data pentru un lot de piese matritate sau de mai multe ori in functie de ceea ce este prevazut in planul de operatii sau fisa tehnologica, in concordanta cu durabilitatea matritei.

t_p = t^*.k'

t= timp ce se alege functie de masa partii cazatoare a ciocanului matritor;

k'= coeficient ce se alege functie de masa matritelor.

t^*= 95 [min]

k'= 0,95

Timpul de functionare utila (t_fu) este timpul in care se realizeaza lucrarile de matritare la cald, prin actiunea utilajului asupra semifabricatului.

t_fu= n₁.t_1l [min]

La matritarea pe ciocane, timpul de functionare utila se detrmina ca produs intre timpul pentru o lovitura si numarul de lovituri necesare deformarii materialului.

Operatiile efectuate la matritare sunt:

a [ore/an]

ds= durata unui schimb de lucru

ns= numarul de schimburi de lucru

e_TOPR=suma timpurilor pentru opriri si reparatii planuficate

e_TOPR ] in cazul utilajelor

e_TOPR ] in cazul instalatiilor de incalzire

a'= coeficient ce tine seama de intreruperile neprevazute in functionarea utilajului datorate unor posibile defectiuni

a

a= coeficient de supradimensionare a numarului de utilaje

a

z_c= zile calendaristice

S= sambata

D= duminica

S_l= sarbatori legale

z_c= 365 [zile]

S+D+S_l= 112 [zile]

ns= 2 [ schimburi]

ds= 8 [ore]

a

e_TOPR ]= 404,8

Fe= 0,9.= 3278,88 [h/an]

N_CMa= 1 [ciocan]

h [%]

4.2 Calculul numarului necesar de instalatii de īncalzire a semifabricatelor

4.2.1 Stabilirea variantei de incalzire si a tipului de cuptor pentru incalzirea semifabricatelor

Semifabricatele se incalzesc in instalatii de incalzire cu scopul de a putea fi prelucrate usor prin deformare, de a avea o rezistenta mica si o deformabilitate mare.

Instalatiile de incalzire se impart in doua categorii:

= t_īnc= timpul de incalzire [min]

t_īnc [h]

t_op= (0,13+ 0,272)* 1,25= 0,50 [min]=- 0,008[h]

n_v=72,5 + 1,5= 74    [bucati]

d [m]

d [m]

d = d_si/2= 0,120/2= 0,06 [m]

d_si=0,120    [m]

l_si=0,214    [m]

L=0,214*10 + 11*0,1=3,24 [m]

B= 2*0,25 + 7*0,06 + 8*0,120= 1,88 [m]

Sv=6,09 [m²]

L/B=1,72

Se va utiliza 1 cuptoare cu vatra mobila incalzite cu gaz avand suprafata vetrei S_v = 6,3 [m²], cu urmatoarele caracteristici:

n     debit de gaz 100[m³/h]

n     randament 25%

n     puterea instalata 8 KW

4.3 Calculul numarului necesar de utilaje pentru debavurare

4.3.1 Stabilirea metodei de debavurare

In procesul tehnologic de matritare, atat la ciocane, cat si la prese sau MFO, piesele se obtin cu bavura si puntita. Operatia tehnologica de inlaturare a bavurilor si puntitelor se numeste debavurare, si respectiv perforare.

Debavurarea se poate face la cald sau la rece, in functie de continutul de carbon al otelului, gradul de aliere al otelului sau de complexitatea piesei.

Debavurarea la cald se executa la temperatura de sfarsit de matritare a piesei. Debavurarea la rece asigura obtinerea unei productivitati mai ridicate in schimb, sunt necesare forte de debavurare mult mai ridicate decat in cazul debavurarii la cald.

Folosirea debavurarii la cald in locul debavurarii la rece se impune si in cazul plasticitatii reduse a unor metale si a necesitatilor executarii dupa debavurare si a altor operatii.

Efectuarea acestor operatii de debavurare si perforare la cald devine obligatorie pentru oteluri ce depasesc 0,45% C si pentru oteluri sensibile la fisurare.

Voi folosi ca metoda de debavurare, debavurarea la cald, intrucat aceasta metoda corespunde cel mai bine materialului utilizat la matritare (OLC60).

4.3.2 Stabilirea tipului de utilaj pentru debavurare

Utilajul cel mai potrivit pentru executarea acestor operatii este presa mecanica cu excentric sau presa hidraulica verticala.

Alegerea presei de debavurare- perforare se face functie de forta necesara pentru debavurare si perforare.

Pentru piesa matritata am nevoie de o forta egala cu :

F_f= 1,46 [MN]

Am ales ca utilaj de debavurare a pieselor matritate, in functie de forta totala, presa mecanica cu F_f= 1,6 [MN].

Parametrii principali ai presei mecanice cu excentric pentru debavurare, cu F_f= 1,6[MN], sunt urmatorii:

4.3.3 Stabilirea necesarului de utilaje de debavurare

Pentru debavurarea la cald se adopta cate o presa de debavurat pentru fiecare utilaj de matritare. Intrucat la utilaje de matritare a adoptat un singur ciocan matritor, voi alege pentru debavurare o singura presa mecanica cu excentric, cu o F_f= 1,6 [MN].

arul de bare necesare īntr-un an:

n= n_bare x n_{piese b}

n= 6379 x 27= 172233 [taieturi anual