Analiză tehnico-economică pentru studiul proiectării tehnologice a unui reper profil U

1.1. Introducere

Prelucrarea metalelor prin deformare la rece se realizează în urma unor operații de tăiere, de deformare sau combinații ale acestora fără indepărtarea de așchii.

Sculele cu ajutorul cărora se execută prelucrarea se numesc ștanțe atunci când execută operații de tăiere sau matrițe, când execută operații de deformare sau combinații intre operațiile de tăiere si cele de deformare.

Materialele utilizate la prelucrarea prin deformare la rece sunt in general table, benzi si uneori sârme sau profile laminate.

Prelucrarea prin deformare la rece reprezintă una din cele mai moderne ramuri ale tehnologiei de construcții de mașini, oferind in prezent mari avantaje tehnologice și economice in realizarea unei largi game de prelucrări.

Dintre cele mai importante avantaje pe care le oferă ștanțarea si matrițarea la rece se menționează:

- productivitatea deosebită de ridicată mai ales in cazul executării pieselor mici cu folosirea preselor rapide, ajungându-se la 2000-3000 piese pe minut;

- permite obținerea unei game foarte variate de piese în ceea ce privesc dimensiunile si forma acestora, uneori imposibil de realizat prin alte procedee;

- permite după necesitate obținerea unor piese cu precizie foarte ridicată, piesele fiind interschimbabile si adesea rezultând cu dimensiunile finale, chiar si pentru cazul utilizării lor în industrii care necesită o precizie foarte ridicată, cum ar fi cea de mecanică fină, ceasornicărie, electronic etc.;

- nu necesită mâna de lucru cu calificare înaltă, operațiile executate de muncitori fiind simple. Precizia pieselor obținute depinde de scule, de mașini unelte si de materiale.

- utilizarea materialului in condiții raționale, cu pierderi minime mai ales in cazul unei producții bine organizate la care se pot utiliza cu succes procedee moderne de croire, de folosire a deșeurilor etc.;

- posibilități de utilizare a deformării la rece și în producția de serie mică prin utilizarea ștanțelor si matrițelor din elemente modulare. După realizarea lotului de piese, ștanțe sau matrițe se demontează, urmând ca modulele respective să fie utilizate pentru alte piese. Acest sistem de obținere al ștanțelor și matrițelor este posibil a fi aplicat atunci când dispunem de un set de elemente modulare care să permită realizarea de ștanțe si matrițe după necesități;

- prelucrarea prin deformare la rece s-a dezvoltat si se dezvoltă perfecționându-se continuu datorită elaborării unor procedee special de prelucrare care permit obținerea unor piese gigantice de ordinal metrilor si zecilor de metri precum si a unor piese mici deosebit de precise, din material greu prelucrabile etc;

- piesele obținute prin ștanțare si matrițare la rece sunt in general caracterizate prin greutăți reduse, rezistentă ridicată si rigiditate mare in comparație cu piese similare obținute prin alte procedee cum ar fi turnarea, forjarea etc.;

- tendințele moderne legate de elaborarea de noi scule, cu mari performanțe de precizie si productivitate, care pot executa mai multe prelucrări, asociată cu creșterea performanțelor utilajelor de presare, fac din prelucrarea prin ștanțare si matrițare la rece un domeniu din cele mai dinamice si eficiente. La acest lucru se mai adaugă posibilitățile largi de mecanizare si automatizare a prelucrării.

Pe lângă aceste avantaje prelucrarea prin deformare la rece prezintă și o serie de limitări și neajunsuri cum ar fi:

- nu orice piesă din orice material și cu orice formă poate fi obținută prin deformare la rece, în unele situații fiind nevoie de un studiu atent al formei si dimensiunilor materialului piesei pentru modificarea formei acesteia si a devenit tehnologică, aceste modificări neschimbând funcționalitatea piesei;

- sculele utilizate sunt in general scumpe și adesea pentru fiecare piesă trebuie proiectată și construită o sculă specială care nu poate fi utilizată la realizarea altor piese;

- utilajele de presare sunt mașini si utilaje complexe si scumpe.

Având in vedere cele prezentate mai sus, prelucrarea prin deformare plastică la rece ca și alte procedee de prelucrare trebuie aplicate atunci când in urma studiilor tehnice si economice se dovedesc superioare in comparație cu alte variante tehnologice și organizatorice de realizare a unor anumite prelucrări.

În cadrul deformării plastice la rece se manifestă următoarele tendințe:

- domeniul de aplicare al acestui procedeu de deformare plastică la rece se lărgește continuu;

- precizia de obținere a unor piese prin acest procedeu este foarte ridicată în anumite cazuri;

- folosirea acestui procedeu și în cadrul producției de serie mica și individuală.

Pentru acesta se folosesc procedeu și în cadrul producției adecvate, ce constă în selectarea mai multor piese de forme si dimensiuni apropiate și care concept o singură tehnologie:

- reducerea consumului de material prin forme raționale de piese cu consum minim, prin utilizarea croirii materialului cu deșeuri puține și prin folosirea deșeurilor pentru alte piese de dimensiuni mai mici;

- creșterea preciziei pieselor ștanțate si ștanțate la rece;

- creșterea productivității prelucrării prin sporirea vitezelor de lucru;

- mărirea durabilității ștanțelor si matrițelor;

- prin folosirea acestor procedee de prelucrare se poate obține o reducere a greutății piesei cu 25-30 % comparate cu piese obținute prin alte procedee;

- volumul de muncă in cadrul proceselor de deformare la rece este redus 50-80 %, comparativ cu al altor procedee. Un anumit proces de muncă stabilit, trebuie corectat cu volumul de productie, respectiv cu numărul de piese ce trebuie executate in unitatea de timp.

1.2 Clasificarea operațiilor

Procedeele de prelucrare prin presare la rece sunt acelea care se execută prin deformarea plastică a materialului prelucrat, cu sau fără separarea acestuia la temperaturi inferioare celei de recristalizare.

Operațiile de prelucrare prin deformare plastică la rece sunt grupate astfel:

1.Operații de tăiere (ștanțare);

2.Operații de deformare (matrițare):

-Îndoire si răsucire;

-Ambutisare;

-Fasonare;

-Presare volumică.

3.Operații de asamblare.

Procedeele de prelucrare după modul cum se pot combina sunt grupate astfel:

a)Simple;

b)combinate:

-combinate simultan;

-combinate succesiv;

-combinate simultan-succesiv.

Operațiile simple se execută pe o ștanță sau matrița, la fiecare cursă a culisoului realizându-se o singură prelucrare.

Operațiile combinate presupune executarea mai multor operații pe o singură ștanța sau matriță la o singură cursă a culisoului.