CERCETĂRI TEORETICE ŞI EXPERIMENTALE PRIVIND CALITATEA ŞI PRECIZIA UNOR
COLIVII DE RULMENŢI OBŢINUTE PRIN ŞTANŢARE
Rezumatul Tezei de Doctorat
Conducătorul ştiinţific:
Prof.univ.dr.ing. Gheorghe NAGÎŢ
Doctorand:
Ing. Marius Ionuţ RÎPANU
IAŞI 2014
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[1]
MINISTERUL EDUCAŢIEI NAŢIONALE
FACULTATEA DE CONSTRUCŢII DE MAŞINI ŞI MANAGEMENT INDUSTRIAL
CERCETĂRI TEORETICE ȘI EXPERIMENTALE PRIVIND CALITATEA ŞI PRECIZIA UNOR COLIVII DE RULMENŢI OBŢINUTE PRIN ŞTANŢARE
– rezumatul tezei de doctorat –
Conducător ştiinţific: Prof. univ. dr. ing. NAGÎŢ Gheorghe
Doctorand: Ing. RÎPANU Marius Ionuţ
IAŞI 2014
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[2]
UNIVERSITATEA TEHNICĂ „GHEORGHE ASACHI” DIN IAŞI
RECTORATUL
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………..……………………………………………………………………………………………………………
Vă facem cunoscut că în ziua de ….ianuarie 2014, la ora ……, în Sala TCM7 a
Facultăţii de Construcţii de Maşini şi Management Industrial, va avea loc susţinerea
publică a tezei de doctorat intitulată:
CERCETĂRI TEORETICE ȘI EXPERIMENTALE PRIVIND CALITATEA ŞI PRECIZIA UNOR COLIVII DE RULMENŢI OBŢINUTE PRIN ŞTANŢARE
elaborată de domnul inginer Marius Ionuţ RÎPANU în vederea conferirii titlului ştiinţific de
doctor.
Comisia de doctorat este formată din:
1. Prof.univ.dr.ing. Eugen AXINTE preşedinte
(Universitatea Tehnică „Gheorghe ASACHI” din IAŞI)
2. Prof.univ.dr.ing. Gheorghe NAGÎŢ conducător de doctorat
(Universitatea Tehnică „Gheorghe ASACHI” din IAŞI)
3. Prof.univ.dr.ing. Nicolae BÂLC referent oficial
(Universitatea Tehnică din CLUJ - NAPOCA)
4. Prof.univ.dr.ing. Gheorghe OANCEA referent oficial
(Universitatea „Transilvania” din BRAŞOV)
5. Prof.univ.dr.ing. Petru DUŞA referent oficial
(Universitatea Tehnică „Gheorghe ASACHI” din IAŞI)
Vă trimitem rezumatul tezei de doctorat cu rugămintea de a ne comunica, în scris
aprecierile dumneavoastră.
Cu această ocazie vă invităm să participaţi la susţinerea publică a tezei de docotrat.
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[3]
Mulţumiri
Finalizarea acestei teze de doctorat îmi oferă deosebita plăcere de a aduce sincere
mulţumiri tuturor cadrelor didactice din cadrul Facultăţii de Construcţii de Maşini şi Management
Industrial care m-au sprijinit şi încurajat în realizarea şi finalizarea acestei lucrări.
Pentru răbdarea, sprijinul şi sfaturile competente acordate pe întreaga perioadă de
activitate doctorală, pentru ajutorul acordat în depăşirea dificultăţilor întâmpinate, dar şi pentru
oportunităţile pe care mi le-a oferit cu generozitate în valorificarea rezultatelor obţinute, prin
publicarea acestora în diferite reviste şi manifestări ştiinţifice din tară şi străinătate, şi nu numai
din acest punct de vedere, adresez, cu deosebit respect şi consideraţie, cele mai sincere mulţumiri
distinsului meu profesor şi coordonator, domnului Prof.univ.dr.ing. Ghoerghe NAGÎŢ.
Mulţumirile mele se îndreaptă şi către conducerea Şcolii Doctorale şi conducerea
Departamentului de Tehnologia Construcţiilor de Maşini reprezentate prin domnul
Prof.univ.dr.ing. Eugen Axinte şi doamna director de departament Conf.univ.dr.ing. Oana Dodun,
pentru deschiderea, sprijinul, sfaturile şi facilităţile puse la dispoziţie în vederea desfăşurării
ceretărilor efectuate.
Sincere mulţumiri adresez domnilor profesori membri în comisiile de evaluare a rapoartelor
de cercetare, din cadrul stagiului de doctorat, domnului Prof.univ.dr.ing. Vasile Braha, domnului
Conf.univ.dr.ing. Vasile Merticaru şi tuturor celor care m-au sprijinit în realizarea acestui demers.
Alese mulţumiri adresez conducerii societăţii „S.C. Rulmenţi S.A. Bârlad” reprezentată prin
domnul Director General ing. Ion Terecoasă, domnul Director de Cerectare, Proiectare, dezvoltare
ing. Valerică Huşanu, domnul Director de la Programarea Producţiei Valică Popa, doamnei
inginer de la Laboratorul de Măsurători şi Metrologie Ionela Munteanu, domnul inginer Sorin
Popa, precum şi tuturor persoanelor din cadrul Secţiei de Colivii, pentru sfaturile competente,
srijinul şi ajutorul acordat în vederea realizării practice a acestor cercetări.
Mulţumesc, de asemenea, distinşilor profesori referenţi, domnului Prof.univ.dr.ing. Nicolae
Bâlc, domnului Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Oancea, domnului Prof.univ.dr.ing. Petru Duşa, pentru
aceptul de a fi membri ai Comisiei de Doctorat, pentru răbdarea cu care au analizat şi apreciat
conţinutul tezei elaborate, precum şi pentru recomandările profesionale făcute.
Nu în ultimul rând mulţumesc soţiei şi familiei care mi-au fost alături permanent, m-au
înţeles şi îndrumat în toţi aceşti ani petrecuţi în departament pentru elaborarea şi finalizarea
prezentei teze de doctorat.
Iaşi, ianuarie 2014
Marius Ionuţ RÎPANU
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[4]
CUPRINS
Teză Rezumat
Listă de abrevieri 10
Capitolul I. INTRODUCERE 13
1.1. Oportunitatea și importanța temei de cercetare 13 8
1.2. Strategia preliminară de cercetare 15
1.3. Structura și conținutul lucrării 18
Capitolul II. STADIUL ACTUAL AL CERCETĂRILOR ÎN DOMENIUL
ȘTANȚĂRII COLIVIILOR DIN TABLĂ METALICĂ
20
2.1. Locul procedeului de ștanțare în cadrul prelucrărilor prin deformare plastică la rece 20
2.2. Considerații generale privind coliviile din tablă metalică obținute prin procesul de
ștanțare
22
2.2.1. Scurt istoric al dezvoltării rulmenţilor cu colivii din tablă metalică 22
2.2.2. Principalele tipuri constructive de rulmenți cu colivii din tablă metalică 23 9
2.2.3. Materiale utilizate la obținerea coliviilor de rulment 29
2.2.4. Tehnologii de obținere a coliviilor din tablă metalică 30 9
2.3. Influenţa unor factori tehnologici asupra calităţii şi preciziei pieselor ştanţate 32
2.3.1. Precizia pieselor prelucrate prin ştanţare 29
2.3.2. Calitate pieselor prelucrate prin ştanţare 38
2.4. Concluzii. Direcții viitoare de cercetare 46 10
2.5. Stabilirea strategiei de cercetare şi a obiectivelor propuse 50
2.5.1. Stabilirea strategiei de cercetare 50 11
2.5.2. Obiectivele tezei de doctorat 52 12
Capitolul III. CERCETĂRI TEORETICE PRIVIND ȘTANȚAREA COLIVIILOR
DE RULMENT DIN TABLĂ METALICĂ
54 12
3.1. Contribuţii la descrierea procesului de obținere a coliviilor din tablă metalică
supuse cercetării
54
3.2. Contribuții teoretice la calculul unor parametri contructivi ce definesc fereastra
coliviei din tablă metalică
57 12
3.2.1. Calculul lungimii ferestrei din colivia metalică 57 13
3.2.2. Calculul lăţimii ferestrei din colivia metalică 63 13
3.2.3. Calculul lungimii pragului de reţinere a rolei în ferestra coliviei metalice 63 13
3.2.4. Calculul distanţei dintre pragurile de reţinere a rolei în ferestra coliviei
metalice
63 14
3.3. Contribuţii la analiza sistemică a procesului de ştanţare a ferestrelor coliviei din
tablă metalică
64 14
3.4. Contribuţii la elaborarea și optimizarea metodologiei de analiză și monitorizare a
calității procesului de ștanțare
71
3.4.1. Analiza calității procesului de ștanțare a ferestrelor coliviei de rulment din
tablă metalică
71
3.4.2. Contribuţii la elaborarea digramei Fishbone și ierarhizarea factorilor ce
influenteză calitatea coliviilor din tablă metalică
73 15
3.4.3. Contribuţii la optimizarea metodologiei de analiză a calității procesului de
ștanțare a ferestrelor coliviei din tablă metalică
78 16
3.5. Concluzii 81 17
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[5]
Capitolul IV. CERCETĂRI TEORETICE ȘI PRACTICE PRIVIND
OPTIMIZAREA ECHIPAMENTELOR DE ȘTANȚARE A COLIVIILOR DIN
TABLĂ METALICĂ UTILIZÂND METODE CAD - FEA
84 18
4.1. Prezentarea metodologiei și instrumentelor utilizate la optimizarea echipamentelor
de prelucrare a coliviilor din tablă metalică
84 18
4.2. Modelarea 3D al ansamblului ștanță în vederea analizelor cu elemente finite 87 19
4.3.Contribuţii aduse la evaluarea proceselor de ștanțare a coliviilor din tablă metalică
prin intermediul analizelor cu elemente finite
89 20
4.3.1. Pregătirea ansamblului în vederea translării și importului din mediul CAD
în mediul de lucru Ansys
89 20
4.3.2. Definirea tipului de materiale în baza de date a mediului de lucru Ansys 91
4.3.3. Generarea rețelei caracteristice ansamblului CAD și stabilirea mărimii
optime a elementului de rețea
95 20
4.3.4. Stabilirea constrângerilor aplicate secțiunii din ansamblul ștanța în vederea
realizării analizelor cu elemente finite
96 21
4.3.5. Stabilirea solicitării aplicate secțiunii din ansamblul ștanța în vederea
realizării analizelor cu elemente finite
98 22
4.3.6. Stabilirea tipurilor de rezultate solicitate în urma analizelor cu elemente
finite
99
4.3.7. Interpretarea rezultatelor obținute în urma analizelor cu elemente finite 100 22
4.3.8. Interpretarea rezultatelor obținute în urma analizelor cu elemente finite 110 24
4.3.8.1. Contribuţii la stabilirea influenţei jocului dintre elementele active
asupra coliviilor din tablă metalică
110 24
4.3.8.2. Contribuţii la stabilirea influenţei grosimii semifabricatului asupra
coliviilor din tablă metalică
115 27
4.3.9. Contribuţii la stabilirea modelului optim de ansamblu studiat din punctul de
vedere al preciziei și calității coliviei din tablă metalică în cadrul proceselor de
ștanțare
119 29
4.4. Concluzii 120 29
Capitolul V. CONTRIBUȚII PRIVIND ELABORAREA PROGRAMULUI
EXPERIMENTAL PENTRU CERCETAREA CALITĂȚII COLIVIILOR
ȘTANȚATE
124 30
5.1. Contribuții privind programarea experimentelor efectuate în cadrul cercetărilor 124 30
5.2. Echipamente utilizate în cadrul cercetărilor experimentale privind prelucrarea
coliviilor metalice pentru rulmenţi
129 32
5.2.1. Presa Hidraulică LVD 600 129 32
5.2.2. Contribuţii cu privire la îmbunătăţirea ştanţei de perforat ferestre prin
aplicarea tehnicii deciziei impuse
131 33
5.3. Echipamente de măsură şi control utilizate in realizarea cercetărilor experimentale 141 34
5.3.1. Echipament de măsurare FORM TALYSURF SERIES 2 141 34
5.3.2. Echipament de măsurare MarSurf XC-2 143 35
5.3.3. Pregătirea probelor pentru efectuarea cercetării experimentale 145
5.4. Contribuții la modelarea matematică, sub formă matriceală, a rezultatelor
experimentale
146 35
5.5. Concluzii 151 36
Capitolul VI. CONTRIBUŢII EXPERIMENTALE LA STUDIUL INFLUENȚEI
PARAMETRILOR REGIMULUI DE ȘTANȚARE ASUPRA CALITĂȚII ŞI
PRECIZIEI COLIVIILOR DE RULMENT DIN TABLĂ METALICĂ
153 37
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[6]
6.1. Cercetări experimentale privind influenţa parametrilor de intrare asupra rugozităţii
suprafeţelor laterale ale ferestrelor coliviei
154 37
6.1.1. Influența jocului dintre elementele activejL, asupra rugozității suprafeței
laterale, RaL
154 37
6.1.2. Modele matriciale de reprezentare a influenţei parametrilor de intrare asupra
rugozității suprafeței laterale RaL
160 39
6.1.3. Modele bidimensionale de reprezentare a influenţei parametrilor de intrare
asupra rugozității suprafeței laterale RaL
164
6.1.3.1. Dependenţe bidimensionale RaL= f(cs, jL) 164 40
6.1.3.2. Dependenţe bidimensionale RaL= f(gc, jL) 165 41
6.1.3.3. Dependenţe bidimensionale RaL= f(gc, cs) 166 41
6.2. Cercetări experimentale privind influenţa parametrilor de intrare asupra rugozităţii de
la baza suprafeţelor ferestrelor coliviei, RaB
168 41
6.2.1. Influența jocului jH dintre elementele active, asupra rugozităţii de la baza
suprafeţelor ferestrelor coliviei, RaB
168
6.2.2. Modele matriciale de reprezentare a influenţei parametrilor de intrare asupra
rugozităţii de la baza suprafeţelor ferestrelor coliviei, RaB
172 42
6.2.3. Modele bidimensionale de reprezentare a influenţei parametrilor de intrare
asupra rugozității suprafeţelor de la baza ferestrelor coliviei RaB
175 43
6.2.3.1. Dependenţe bidimensionale RaB= f(cs, jH) 175 43
6.2.3.2. Dependenţe bidimensionale RaB= f(gc, jH) 177 43
6.2.3.3. Dependenţe bidimensionale RaB= f(gc, cs) 178 43
6.3. Cercetărilor experimentale privind influenţa parametrilor de intrare asupra înălţimii
bavurii, BÎ
179 44
6.3.1. Influența jocului jL dintre elementele active, asupra înălţimii bavurii, BÎ 179 44
6.3.2. Modele matriciale de reprezentare a influenţei parametrilor de intrare
asupra înălţimii bavurii, BÎ
185 44
6.3.3. Modele bidimensionale de reprezentare a influenţei parametrilor de intrare
asupra înălţimii bavurii ferestrelor coliviei, BÎ
188
6.3.3.1. Dependenţe bidimensionale BÎ = f (cs, jL) 188 46
6.3.3.2. Dependenţe bidimensionale BÎ = f (gc, jL) 189 46
6.3.3.3. Dependenţe bidimensionale BÎ = f (gc, cs) 190 46
6.4. Cercetărilor experimentale privind influenţa parametrilor de intrare asupra abaterii
de la înălţimea ferestrelor coliviei, AHf
192 47
6.4.1. Influența jocului dintre elementele active jH, asupra abaterii de la înălţimea
ferestrelor coliviei, AHf
192 47
6.4.2. Modele matriciale de reprezentare a influenţei parametrilor de intrare asupra
abaterii de la înălţimea ferestrelor coliviei, AHf
197 48
6.4.3. Modele bidimensionale de reprezentare a influenţei parametrilor de intrare
asupra abaterii de la înălţimea ferestrelor coliviei, AHf
200 49
6.4.3.1. Dependenţe bidimensionale AHf= f (cs, jH) 200 49
6.4.3.2. Dependenţe bidimensionale AHf= f (gc, jH) 202 49
6.4.3.3. Dependenţe bidimensionale AHf = f (gc, cs) 203 49
6.5. Cercetărilor experimentale privind influenţa parametrilor de intrare asupra abaterii
de la lăţimea ferestrelor coliviei, AWf
204 49
6.5.1. Influența jocului jL dintre elementele active, asupra abaterii de la lăţimea
ferestrelor coliviei, AWf
204 49
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[7]
6.5.2. Modele matriciale de reprezentare a influenţei parametrilor de intrare asupra
abaterii de la lăţimea ferestrelor coliviei, AWf
209 50
6.5.3. Modele bidimensionale de reprezentare a influenţei parametrilor de intrare
asupra abaterii de la lăţimea ferestrelor coliviei, AWf
212 52
6.5.3.1. Dependenţe bidimensionale AWf= f (cs, jL) 212 52
6.5.3.2. Dependenţe bidimensionale AWf= f (gc, jL) 213 52
6.5.3.3. Dependenţe bidimensionale AWf = f (gc, cs) 215 52
6.6. Cercetărilor experimentale privind influenţa parametrilor de intrare asupra abaterii
de la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei, ADpr
216 52
6.6.1. Influența jocului jL dintre elementele active, asupra abaterii de la distanţa
dintre pragurile de reţinere a rolei, ADpr
216 52
6.6.2. Modele matriciale de reprezentare a influenţei parametrilor de intrare asupra
abaterii de la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei, ADpr
222 53
6.6.3. Modele bidimensionale de reprezentare a influenţei parametrilor de intrare
asupra abaterii de la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei, ADpr
224 54
6.6.3.1. Dependenţe bidimensionale ADpr= f (cs, jL) 224 54
6.6.3.2. Dependenţe bidimensionale ADpr= f (gc, jL) 226 55
6.6.3.3. Dependenţe bidimensionale ADpr = f (gc, cs) 227 55
6.7. Cercetărilor experimentale privind influenţa parametrilor de intrare asupra abaterii
de la lungimea pragului de reţinere a rolei, ALpr
228 55
6.7.1. Influența jocului jH dintre elementele active, asupra abaterii de la lungimea
pragului de reţinere a rolei, ALpr
228 55
6.7.2. Modele matriciale de reprezentare a influenţei parametrilor de intrare asupra
abaterii de la lungimea pragului de reţinere a rolei, ALpr
234 56
6.7.3. Modele bidimensionale de reprezentare a influenţei parametrilor de intrare
asupra abaterii de la lungimea pragului de reţinere a rolei ferestrelor coliviei, ALpr
236 57
6.7.3.1. Dependenţe bidimensionale ALpr= f (cs, jH) 236 57
6.7.3.2. Dependenţe bidimensionale ALpr= f (gc, jH) 238 57
6.7.3.3. Dependenţe bidimensionale ALpr = f (gc, cs) 239 57
6.8. Concluzii 240 58
Capitolul VII. CONCLUZII 244 59
7.1. Contribuţii proprii la rezolvarea temei 244 59
7.2. Concluzii finale 247 61
7.3. Direcţii de dezvoltare a cercetărilor 250 62
BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ 253 63
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[8]
CAPITOLUL I
INTRODUCERE
1.1. Structura și conținutul lucrării
În lucrare se prezintă cercetările întreprinse de autor în domeniul deformărilor plastice la rece
cu aplicatie la decuparea şi perforarea coliviilor de rulment. Lucrarea de faţă încearcă să contribuie
la clarificarea unor aspecte legate de calitatea şi precizia coliviilor din tablă metalică obţinute prin
procedeul de ştanţate. Primul capitol, introductiv, este dedicat prezentării oportunităţii şi importanţei
temei abordate precum şi stabilirii strategiei de cercetare.
Pentru efectuarea cercetărilor a fost necesar mai întâi un studiu bibliografic din care s-a
constatat că tema lucrării este de actualitate. Studiul documentar efectuat asupra literaturii de
specialitate şi din analiza articolelor ştiinţifice din domeniul prelucrării pieselor din tablă metalică
prin operaţii de ştanţare, s-a realizat o imagine. a stadiului actual. Documentarea realizată în
capitolul al II-lea al tezei de doctorat pune accent pe identificarea principalelor influenţe ale
factorilor procesului de ştanţare asupra caracteristicilor de calitate şi precizie ale pieselor din tablă
metalică. Semifabricatele şi formele constructive ale coliviilor de rulment fac parte din categoria
celor frecvent folosite în industria prelucrării rulmenţilor. Analiza realizată asupra stadiului actual al
cercetărilor în domeniu a oferit posibilitatea stabilirii obiectivelor tezei de doctorat precum şi
strategia generală de cercetare.
Capitolul al III-lea dedicat cercetărilor teoretice realizate în domeniul ştanţării coliviilor din
tablă metalică descriu procesul de obţinere a coliviilor din tablă metalică. Cercetările pe baza cărora
sunt dezvoltate o serie de modele matematice pentru identificarea valorilor teoretice ale parametrilor
dimensionali de la fereastra coliviei din tablă metalică din rulmentul radial oscilant cu role butoi pe
două rânduri. Tot în capitolul al treilea sunt prezentate contribuţiile aduse la analiza sistemică a
procesului de ştanţare a ferestrelor coliviei din tablă metalică, analiză prin intermediul căreia s-au
putut determina zonele de lucru şi sau stabilit parametrii de intrare, cei de ieşire şi parametrii
perturbatori. Identificarea factorilor tehnologici, cu posibilă influență asupra calității și preciziei
ferestrelor coliviei obținute prin operații de ștanțare, a necesitat consultarea standardelor
internaționale în vigoare și a celor de firmă. În cadrul acestei abordări s-a realizat o analiză a
cauzelor și efectelor, prezentată sub forma unei diagrame Ishikawa. O astfel de diagramă ajută la
identificarea multiplelor cauze și efecte pentru o posibilă problemă, în cazul de față pentru precizia
și calitatea ferestrelor coliviei. Aplicarea diagramei cauză – efect asupra procesului de ştanţare a
ferestrelor coliviilor metalice permite evidenţierea factorilor care exercită cea mai mare influenţă
asupra parametrilor de ieşire identificaţi în procesul de ştanţare.
Capitolul al IV-lea conţine cercetările teoretice ce descriu evoluţia tensiunilor şi
deformaţiilor totale din fereastra coliviei analizată din punctul de vedere a mai multor valori ale
jocului dintre elementele active şi a grosimii semifabricatului coliviei. Analiza evoluţiei tensiunilor
şi a deformaţiilor totale este realizată după o metodologie de cercetare care se bazează pe modelarea
3D a ansamblului ştanţă şi analiza cu elemente finite. Utilizarea mediilor de lucru CATIA V5 şi
ANSYS sunt principalele instrumente de modelare teoretică utilizate în cadrul analizei cu elemente
finite. Procesul de ştanţare este simulat virtual ţinând cont de valorile parametrilor de intrare care
pot influenţa calitatea coliviilor precum şi deformaţiile şi tensiunile ce apar în semifabricat.
Metodologia de lucru dar și echipamentele necesare studiului experimental sunt prezentate în
capitolul al V-lea din cadrul tezei de doctorat. Cercetările realizate în cadrul acestui capitol sunt
legate de programarea experimentelor şi de metodologia de îmbunătăţirile a ştanţei de perforat
ferestre de colivie. Reproiectarea şi modificările realizate la nivelul echipamentului de tăiere au fost
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[9]
posibile prin utilizarea metodei tehnicii deciziei impuse. Soluția finală a fost adoptată pe baza unor
criterii de calitate ce au fost ordonate în funcție de importanța lor. Realizarea planificării
experimentului, în vederea studierii efectelor parametrilor de intrare şi a interacţiunilor dintre
aceştia asupra diverşilor parametri de ieşire, a oferit posibilitatea determinăriii calităţii şi preciziei
ferestrelor obţinute prin ştanţare. Planul experimental ales furnizează o serie de date care, prelucrate
prin medoda regresiei dar și prin metoda de modelare matriceală conduc spre elaborarea de modele
matematice. Modelarea datelor experimentale prezentată în cadrul capitolului cinci, încearcă sa
completeze și să valideze studiul teoretic prezentat în capitolul trei şi patru.
Capitolul al VI-lea conţine studii experimentale ce vizează analiza influenţelor parametrilor
de intrare asupra caractersiticilor de calitate şi preciziei ai ferestrelor coliviei obţinute prin operaţia
de ştanţare. Scopul cercetărilor experimentale prezentate în acest capitol este legat de stabilirea
valorii optime a parametrilor de intrare şi evidenţierea tendinţei evoluţiei parametrilor de
performanţă sub acţiunea diferitelor valori ale parametrilor de intrare, stabilite în planul
experimental.
Capitolul al VII-lea prezintă concluziilor finale, principalele contribuții ale autorului aduse la
rezolvarea temei abordate, precum și perspectivele viitoare ale cercetării în acest sector al industriei.
CAPITOLUL II
STADIUL ACTUAL AL CERCETĂRILOR ÎN DOMENIUL ȘTANȚĂRII
COLIVIILOR DIN TABLĂ METALICĂ
2.2.2. Principalele tipuri constructive de rulmenți cu colivii din tablă metalică
Rulmenţi radiali cu bile pe un singur rând;
Rulmenţi radiali, oscilanţi cu bile;
Rulmenţi radial-axiali cu bile pe un singur rând;
Rulmenţi radiali-axiali cu bile pe două rânduri;
Rulmenţi axiali cu bile;
Rulmenţi radiali cu role cilindrice pe un rând;
Rulmenţi radiali cu ace;
Rulmenţi radial-axiali cu role conice;
Rulmenţii radiali oscilanţi cu role butoi pe un rând;
Rulmenţii axiali cu role cilindrice;
Rulmenţi radiali oscilanţi cu role butoi pe două rânduri, figura 2.11;
a b
Fig. 2.11. Colivii ale rulmenţilor radial oscilanţi cu role butoi pe două rând, (RRORB2R) [8], [15]
2.2.4. Tehnologii de obținere a coliviilor din tablă metalică
Coliviile mari executate prin ambutisare şi ştanţare, ca de exemplu la rulmenţii radiali-
oscilanţi cu role butoi de construcţie C pe două rânduri, se realizează din tablă relativ groasă de oţel
DD13, SR EN 10130:1995sau A3Ck STAS 795-95; STAS 795-92.
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[10]
a) b) c) Fig.2.12. Traseu tehnologic pentru obţinerea coliviei din tablă metalică de la RRORB2R.
2.4. Concluzii. Direcții viitoare de cercetare
Sintetizând rezultatele studiului şi analizei asupra informaţiilor din domeniu şi pe baza celor
arătate anterior în acest capitol, a fost realizată reprezentarea grafică prezentată în figura 2.26. ca o
sinteză a stadiului actual al cercetărilor privind calitatea şi precizia pieselor şi coliviilor din tablă
metalică obţinute prin ştanţare.
Pe baza cercetărilor efectuate putem arăta următoarele:
problema calităţii şi preciziei pieselor metalice obţinute prin ştanţare prezintă un interes
deosebit în rândul cercetătorilor din domeniul construcţiei de maşini;
cercetările teoretice şi experimentale, efectuate pentru determinarea calităţii şi preciziei,
sunt costisitoare şi necesită timp îndelungat pentru realizarea lor, însă oferă posibilitatea
obţinerii unor rezultate care să fie definitorii pentru stabilirea principalelor caracteristici
care influenţează calitate şi precizia pieselor ştanţate;
pentru analiza acestor două caracteristici este necesar să se identifice un reper care să aibe
aplicabilitate cât mai mare în industrie şi care să fie definitoriu pentru evoluţia şi
dezvoltarea cercetării în domeniul ştanţării semifabricatelor din tablă metalică;
cercetările efectuate până în prezent conduc la concluzia, că pentru o evaluare corectă a
calităţii şi preciziei pieselor din tablă metalică obţinute prin ştanţare, este necesar a face
consultarea şi altor parametrii. Acestă concluzie, prezentată pe larg în cadrul
subcapitolului 2.3. reiese din faptul că numai corelarea rezultatelor obţinute prin analiza
mai multor parametri, poate da o imagine cât mai clară a calităţii şi preciziei pieselor din
tablă metalică. Există o diversitate a cercetarilor in domeniu [C5], [F5], [K8], [M1],
[H16] prin care s-a demonstrat că simularea procesului de ştanţare prin metoda analizei
cu elemente finite ajuta la identificarea parametrilor prin intermediul cărora se poate
evalua calitate şi precizia pieselor ştanţate;
din analiza cercetărilor experimentale se identifică faptul că analiza calităţii şi preciziei
este făcută doar din perspectiva influenţei singulare a factorilor de intrare, ceea ce poate
duce la formularea unor concluzii neconforme;
din punct de vedere economic, prelucrarea prin ştanţare se distinge faţă de celelalte
procedee de prelucrare clasice, prin posibilitatea alegerii unor centre de presare cu forţe
de ştanţare variabile, oferind posibilitatea producătorilor să reducă costurile în funcţie de
forma şi dimensiunile piesei prelucrate.
ştanţele utilizate în prelucrarea semifabricatelor din tablă metalică sunt de construcţii
specializate, care merg de la un grad minim de simplitate până la construcţii destul de
complexe. Ştanţele pot fi montate pe prese hidraulice sau mecanice universale, iar
proiectarea şi realizarea lor implică dificultăţi deosebite şi costuri ridicate, în funcţie de
reperul prelucrat. Complexitatea ştanţelor şi existenţa problemelor identificate în practică
măresc interesul, atât pentru acest tip de prelucrare cât şi pentru problemele apărute în
timpul prelucrării;
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[11]
tehnologia de obţierea a pieselor, în special a coliviilor din tablă metalică, presupune
realizarea acestora prin mai multe operaţii, fapt datorat instabilităţii procesului şi
necesităţii reglării parametrilor la valorile optime;
rezultatele cercetărilor mentionate in acest capitol, au de cele mai multe ori, domenii de
valabilitate şi aplicabilitate restrânse [S15], [O1], [H15] datorită condiţiilor de
experimentare în care au fost obţinute, iar analizele teoretice regăsite nu reuşesc să
descrie de o manieră mulţumitoare fenomenul complex de separării suprafeţelor prin
ştanţare, respectivele modele virtuale bazându-se pe ipoteze simplificatoare nu
întotdeauna justificat introduse [L5], [S17], [S18], [Y1], [F5];
cercetările efectuate arată că există o gama largă de rulmenţi, prezentaţi în subcapitolului
2.2.1., care utilizează colivii din tablă metalică obţinute prin operaţia de ştanţare;
prin ştanţare sunt îmbunătăţite o serie de proprietăţi de exploatare importante ale pieselor
începând de la mărimea bavurii şi rugozitatea suprafeţei, şi până la unele caracterstici
deosebit de pretenţioase din pucnt de vedere al influenţării lor pe cale mecanică, cum ar fi
abaterile dimensionale;
pentru o utilizare comodă în practica inginerească a rezultatelor cercetărilor privind
calitate şi precizia pieselor obţinute prin ştanţare este necesar să se determine dependenţa
factorii ce pot influenţa cele două caracaterstici supuse cercetării;
nu s –au realizat studii în privinţa stabilirii influenţei cursei de ştanţare asupra calităţii şi
preciziei pieselor ştanţate;
nu s-au realizat cercetări teoretice prin analiza cu elemente finite, în care să se
evidenţeieze durata de viaţă a elementelor active ale unei ştanţe;
nu s-a realizat o analiză sistemică a procesului de ştanţare în care să se evidenţieze zonele
specifice procesului. Evidenţierea clară a acestor zone va oferi posibilitatea identificării
tuturor parametrilor de influenţă asupra calităţii şi preciziei pieselor ştanţate;
nu există o fundamentare teoretică, prin analiza cu elemente finite, pentru evidenţierea
corectă a modului de comportare a semifabricatului în timpul procesului de ştanţare, în
special a tensiunilor şi deformaţiilor ce apar în semifabricatul prelucrat;
nu sunt efectuate studii asupra importanţei fiecărui parametru de intrare al procesului de
ştanţare din punctul de vedere al suprafelor ştanţate;
2.5.1. Stabilirea strategiei de cercetare
Fig.2.27. Strategia de cercetare
CERCETĂRI EXPERIMENTALE:
- Elaborare programare experiment;
- Realizare practică experimente;
- Prelucrare statistică a rezultatelor
experimentale;
- Elaborare relaţii matematice ale
influenţelor parametrilor din
proces asupra calităţii ferestrei
ştanţate;
- Programarea experimentului;
- Realizare practică experimente;
- Prelucrare statistică a rezultatelor
experimentale;
- Elaborare relaţii matematice ale
influenţelor parametrilor din proces
asupra calităţii ferestrei ştanţate;
- Comparare rezultate obţinute între
ştanţa iniţială şi cea îmbunătăţită.
- Pregătirea încercărilor experimentale;
- Efectuarea încercărilor şi măsurătorilor;
- Prelucrarea şi valorificarea datelor experimentale;
CERCETĂRI TEORETICE:
- Elaborare programare experiment;
- Elaborare programare experiment;
- Realizare practică experimente;
- Prelucrare statistică a rezultatelor
experimentale;
- Elaborare relaţii matematice ale
influenţelor parametrilor din
proces asupra calităţii ferestrei
ştanţate;
- Comparare rezultate obţinute între
ştanţa iniţială şi cea îmbunătăţită.
- Analiza sistemică a procesului de ştanţare
- Modele matematice parametri dimensionali ai ferestrei;
- Analiza sistemică a procesului de ştanţare a ferestrelor coliviei;
STRATEGIA DE CERCETARE
CERCETĂRI TEORETICE
CERCETĂRI EXPERIMENTALE
REZULTATE
ANTERIOARE
STADIUL ACTUAL AL CERCETĂRILOR ÎN
DOMENIUL ŞTANŢĂRII COLIVIILOR
CONCLUZII
COMPARARE
REZULTATE
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[12]
2.5.2. Obiectivele tezei de doctorat
Fig.2.28. Obiectivele tezei de doctorat
CAPITOLUL III
CERCETĂRI TEORETICE PRIVIND ȘTANȚAREA
COLIVIILOR DE RULMENT DIN TABLĂ METALICĂ
3.2. Contribuții teoretice la calculul unor parametri contructivi ce definesc fereastra
coliviei din tablă metalică
Precizia și calitatea coliviilor din tablă metalică, prelucrate prin operația de ștanțare, depind
în mare măsură de caracteristicile constructive ale ferestrei coliviei. Dintre aceste caracteristici, o
importanță deosebită, în evaluarea preciziei coliviilor ștanțate o au următorii parametri ai ferestrei
(figura 3.3):
lungimea ferestrei din colivie (Hf);
lățimea ferestrei din colivie (Wf);
lungimea pragului de reținere a rolei (Lpr);
distanța dintre pragurile de reținere a rolei (Dpr);
Calculele tehnologice, care stau la baza obţinerii relaţiilor matematice, pentru parametrii
geometrici ai ferestrei coliviei din tablă metalică, pleacă de la dimensiunile de gabarit ale
rulmentului radial-oscilant cu role butoi pe două rânduri pentru care se fac cercetările. Conform SR
ISO 3918 : 1994 [7], dimensiunile de gabarit sunt următoarele:
OBIECTIVELE CERCETĂRILOR EXPERIMENTALE:
- Elaborare programare experiment;
- Realizare practică experimente;
- Prelucrare statistică a rezultatelor experimentale;
- Elaborare relaţii matematice ale influenţelor parametrilor din
proces asupra calităţii ferestrei ştanţate;
- Comparare rezultate obţinute între ştanţa iniţială şi cea
îmbunătăţită.
- Programarea experimentului;
- Realizare practică experimente;
- Prelucrare statistică a rezultatelor experimentale;
- Elaborare relaţii matematice ale influenţelor parametrilor din
proces asupra calităţii ferestrei ştanţate;
- Comparare rezultate obţinute între ştanţa iniţială şi cea
îmbunătăţită.
- Realizare practică a experimentelor;
- Prelucrare statistică a rezultatelor experimentale;
- Elaborare relaţii matematice ale influenţelor parametrilor din proces asupra calităţii şi preciziei ferestrei ştanţate;
- Evidenţierea valorilor optime a parametrilor de intrare pentru obţinerea valorilor minime a parametrilor analizaţi;
OBIECTIVELE CERCETĂRILOR TEORETICE:
- Elaborare programare experiment;
- Elaborare programare experiment;
- Realizare practică experimente;
- Prelucrare statistică a rezultatelor experimentale;
- Elaborare relaţii matematice ale influenţelor parametrilor din
proces asupra calităţii ferestrei ştanţate;
- Comparare rezultate obţinute între ştanţa iniţială şi cea
îmbunătăţită.
- Stabilirea tehnologiei de prelucrare a coliviilor metalice;
- Modele matematice pentru descrierea parametrilor ferestrei;
- Stabilirea parametrilor ce intervin în procesul de ştanţare; coliviilor
- Realizarea la scară a unui model tridimensional al ştanţei care să
permită simularea procesului de ştanţare a ferestrelor coliviei;
- Influenţele teoretice ale jocului dintre elementele active şi a grosimii semifabricatului coliviei asupra deformaţiei totale şi a tensiunilor din materialul coliviei prin metoda elementului finit;
- Analiza sistemică a procesului de ştanţare a ferestrelor coliviei;
OBIECTIV:
- Îmbunătăţire ştanţă de perforat ferestre colivie de la RRORB2R;
STADIUL ACTUAL AL CERCETĂRILOR
ÎN DOMENIU
Scule speciale de tăiere pentru
prelucrarea ferestrelor colivei
din tablă metalică
CERCETĂRI TEORETICE
CERCETĂRI EXPERIMENTALE
Concluzii finale Contribuţii la rezolvarea temei Direcţii viitoare de cercetare
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[13]
diametrul interior al rulmentului -0,03d= 190 [mm];
diametrul exterior al rulmentului -0,035D = 290 [mm];
lăţimea rulmentului -0,3B = 75 [mm];
raza de montaj 0,4r = 2,1 [mm].
3.2.1. Calculul lungimii ferestrei din colivia metalică
Lungimea ferestrei coliviei, (Hf), figura 3.3, din tablă metalică este un parametru de precizie
a cărei dimensiune este stabilită în cea mai mare măsură de lungimea rolei butoi cu bombament a
rulmentului. Conform schemei din figura 3.3, lungimea ferestrei reprezintă suma dintre lungimea
rolei cu bombament şi jocul axial al rolei în rulment.
, [mm] f r HH l j (3.1)
unde: lr – lungimea rolei cu bombament;
jH – jocul axial al rolei în fereastra coliviei
Fig.3.3. Parametrii geometrici ai ferestrei coliviei metalice
3.2.2. Calculul lăţimii ferestrei din colivia metalică
Al doilea parametru geometric, (figura 3.3) al ferestrei coliviei, este reprezentat de lățimea
ferestrei coliviei din tablă metalică, (Wf). Parametrul de bază, care dictează în mare parte
dimensiunea lăţimii coliviei este diametrul maxim al rolei. Valoarea acestui parametru, conform
reprezentării geometrice din figura 3.3., se poate obţine cu relaţia 3.21.
/ 2, [mm] f rW d j (3.21)
unde: dr - diametrul maxim al rolei;
∆j - jocul tangenţial al rolei în fereastra coliviei metalice;
3.2.3. Calculul lungimii pragului de reţinere a rolei în ferestra coliviei metalice
Pragul de reţinere a rolei este un parametru de precizie cu rol funcţional în fereastra coliviei
din tablă metalică. Lungimea pragului de reţinere (Lpr) prezentat în figura 3.3. are rolul de a menţine
rola în interiorul ferestrei şi a asigura orientarea acesteia in interiorul coliviei. Valoare lungimii
pragului de reţinere a rolei depinde de lungime ferestrei coliviei (Hf), calculată cu relaţia 3.22.
Relaţia matematică pentru acest parametru este [U1]:
0.3 , [mm] pr fL H (3.22)
unde: Hf - lungimea ferestrei coliviei.
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[14]
3.2.4. Calculul distanţei dintre pragurile de reţinere a rolei în ferestra coliviei metalice
Distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei în colivie, (Dpr), este reprezentată de fapt de
diametrul maxim al rolei, (dr), la care se adaugă o valoarea jL de aproximativ 0,15 mm, care să
asigure mişcarea de rotaţie a rolei în colivie. Relaţia matematică pentru calculcul acestuia este:
, [mm] pr r LD d j (3.23)
unde: jL - jocul lateral dintre elementele active.
Pe baza relaţiilor matematice, prezentate în cadrul acestui subcapitol, au fost calculate
valorile parametrilor ferestrei coliviei de la rulmentul radial – oscilant cu role butoi pe două rânduri
prezentaţi în tabelul 3.1.
Tab.3.1. Valorile numerice ale parametrilor tehnologici de la fereastra coliviei din tablă metalică
Nr.
Crt. Denumire parametru/ simbol /
Valoare
numerică
Unitatea de
măsură
1. Lungimea ferestrei din colivie (Hf) 31,2
[mm]
2. Lățimea ferestrei din colivie (Wf) 25,7 [mm]
3. Lungimea pragului de reținere a rolei (Lpr) 9 [mm]
4. Distanța dintre pragurile de reținere a rolei (Dpr) 25,35 [mm]
3.3. Contribuţii la analiza sistemică a procesului de ştanţare a ferestrelor coliviei din
tablă metalică
Procesul de prelucrarea prin operații de ștanțare – calibrare a ferestrelor coliviei metalice din
oțel este tratată, în cele ce urmează ca un sistem cu o structură proprie, influenţat de un set de
factori interni și ai mediului înconjurător.
Analiza tuturor parametrilor prezentaţi mai sus, este aproape imposibilă, drept urmare în
figura 3.8 sunt prezentaţi doar o parte dintre aceştia, împărţiţi pe zone de lucru, identificaţi în
procesul de ştanţare a ferestrelor coliviei din tablă metalică.
Fig. 3.8. Analiza sistemică a procesului de ștanțare a ferestrelor coliviei de la RRORB2R
Parametrii de intrare sunt considerați acei parametri reglabili înaintea inițierii procesului,
parametri utilizați în planul experimental drept factori variabili, cum ar fi: jocurile dintre elementele
FACTORI PERTURBATORI Parametri din zona sistemului de
producţie (z SP), zona mediului de ştanţare (z MS)
PROCESUL DE ŞTANŢARE A FERESTRELOR COLIVIE
METALICE
EFECTE SECUNDARE
PA
RA
MET
RI
DE
INTR
AR
E(re
glab
ili)
PA
RA
MET
RI
DE
IEŞI
RE
(măs
ura
bili
)
PROCESUL DE
ŞTANŢARE A FERESTRELOR COLIVIE
METALICE Zona S
- înălţimea bavurii; - tensiuni; - deformaţii; - starea stratului
superficial; - etc.
Zona FCP
- abateri dimensionale ale ferestrei coliviei metalice (abaterea de la înălţimea ferestrei, lăţimea ferestrei, distanţa dintre pragurile de reţinere, dimensiunea pragului de reţinere;
- abaterea medie aritmetică a neregularităţilor (Ra);
- etc.
PROCESUL DE
ŞTANŢARE A FERESTRELOR COLIVIE
METALICE
Zona MU-SDPC
- cursa de ştanţare; - viteza de ştanţare; - etc.
Zona EA
- materialul elementelor active;
- forma sculei tăietoare;
- duritate; - tratament termic; - uzura elementelor
active; - jocul dintre
elementele active; - etc.
Zona SMF
- rugozitatea iniţială a tablei;
- grosimea tablei; - compoziţie chimică a
tablei; - caracteristici fizico-
mecanice a tablei metalice;
- prelucrabilitate; - etc.
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[15]
active ale ștanței, jH şi jL[mm], grosimea semifabricatului coliviei din tablă metalică, gc[mm] şi
mărimea cursei ștanței notată cu cs[mm].
Fig. 3.9.Structura sistemică a procesului de ştanţare a ferestrelor coliviei din table metalică de la RRORB2R
3.4.2. Contribuţii la elaborarea digramei Fishbone și ierarhizarea factorilor ce
influenteză calitatea coliviilor din tablă metalică
Realizarea acestui tip de analiză a avut drept scop reprezentarea relațiilor dintre efectele și
cauzele posibile existente care pot influența procesul de perforare – calibrare a ferestrelor coliviei
din tablă de oțel. Analiza efectelor și a cauzelor din cadrul procesului de ştanţare s-a făcut cu
ajutorul Diagramei Cauză – Efect. Prin identificarea cauzelor care preced un efect, diagrama cauză
– efect oferă o perspectivă secvențială a procesului de ştanţare a ferestrelor de la RRORB2R.
Pe baza valorilor numerice, corespunzătoare parametrilor de influență, procesul de ştanţare a
ferestrelor coliviei din tablă metalică de la rulmentul radial – oscilant cu role butoi pe două rânduri,
sa întocmit Tabelul 3.1. Cuantificarea numerică din tabelul 3.2. a respectat un aspect important, și
anume: cu cât influenţa este mai mare, cu atât valoarea obținută în rubrica total este mai mare.
Pe coloana Total din Diagrama Cauză – Efect, prezentată în Tabelul 3.2, sunt evidențiate
valorile numerice pentru toți parametrii de intrare, parametri care pot influența precizia și calitatea
ferestrelor coliviei obținute prin operații de ștanțare.Au fost considerați ca factori critici în cadrul
procesului de ștanțare toți parametrii care au scoruri mai mari de 350 puncte.
Intrările cu punctaj sub 350 nu sunt considerate critice. În acest sens, în cadrul tabelului 3.3.
este prezentată o ierarhie a parametrilor critici care pot influenţa precizia și calitatea ferestrelor
coliviei din tablă de oțel obținută prin operații de ștanțare.
Tab.3.3. Ierarhia intrărilor critice asupra procesului de ştanţare
Nr. Crt. Intrare Proces Valoare Ierarhia
1. Forța de ștanțare 408 1
2. Jocul dintre elemente active 397 2
3. Stare muchiilor tăietoare 394 3
4. Grosimea tablei 390 4
5. Dimensiunile ferestrei din matriţă 380 5
6. Dimensiunile părții tăietoare ale poansonului 380 5
7. Metode de reglare a ştanţei 363 6
8. Ascuţire scule 361 7
9. Cursa de ştanţare 359 8
10. Măsurare închidere lanț de dimensiuni 356 9
zSMF
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[16]
Pentru a evidenţia parametrii care sunt influențați, în urma analizei diagramei cauză-efect, s-
a realizat tabelul 3.4.
Tab.3.4. Ierarhia parametrilor influențați de factorii procesului de ștanțare
Nr.Crt. Intrare Proces Valoare Ierarhia
1. Fisuri și rupturi ale ferestrei coliviei 2214 1
2. Tăiere incompletă 1683 2
3. Mărimea bavurii 1652 3
4. Dimensiunile pragului de reținere 1557 4
5. Dimensiunile ferestrei coliviei 1360 5
6. Alunecări și deformații 1155 6
7. Raze ferestre 552 7
Fig.3.11. Diagrama Ishikawa privind factorii care pot influența precizia și calitatea ferestrelor coliviei din tablă metalică
3.4.3. Contribuţii la optimizarea metodologiei de analiză a calității procesului de
ștanțare a ferestrelor coliviei din tablă metalică
Analizând construcția și metodologia de execuție a ferestrelor coliviei din tablă metalică am
constatat că parametri calitativi importanți din cadrul procesului de ştanţare nu sunt luați în
considerare de către procedurile de analiză și control din cadrul S.C. Rulmenți S.A. Bârlad. Drept
urmare, față de planele de control folosite de partenerul industrial am definit următorii parametri
calitativi noi pentru procesul de prelucrare a ferestrelor coliviilor din tablă de oțel: abaterea medie
aritmetică a neregularităţilor în secțiunea ștanțată pentru înălțimea ferestrei, RaB; abaterea medie
aritmetică a neregularităţilor în secțiunea ștanțată din zona pragului de reținere a rolei, RaL; abaterea
de la forma geometrică a secțiunii ștanțate pentru înălţimea ferestrei; abaterea de la forma
geometrică a secțiunii ștanțate pentru pragul de reţinere a rolei; unghiul de înclinare al pragului de
reținere a rolei (unghi definit, dar care nu se măsura în practică). În ceea ce privește parametri care
sunt influențați, se poate observa (tabelul 3.7) care dintre aceștia sunt influențați cel mai mult de
către factorii procesului prelucrare a ferestrelor colivie din tablă de oțel.
zSMF
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[17]
Tab.3.6. Ierarhia intrărilor critice asupra procesului de ştanţare după optimizarea parametrilor
Nr. Crt. Intrare Proces Valoare Ierarhia
1. Jocul dintre elemente active 582 1
2. Forța de ștanțare 504 2
3. Grosimea tablei 500 3
4. Stare muchiilor tăietoare 490 4
5. Ascuţire scule 482 5
6. Dimensiuni fereastră matriţă 459 6
7. Dimensiuni parte tăietoare poanson 459 6
8. Metode de reglare a ştanţei prin tatonare 452 7
9. Unghi de înclinare poanson 429 8
10. Rugozitatea semifabricatului tablei 420 9
11. Grosimea uniformă a semifabricatului tablei 411 10
12. Cursa de ştanţare 407 11
13. Măsurare închidere lanț de dimensiuni 397 12
14. Ovalizare bucșă de ghidare 389 13
15. Reglaj 385 14
16. Jocuri coloană de ghidare 376 15
Tab.3.7. Ierarhia parametrilor influențați de către factorii procesului de ștanțare
Nr. Crt. Intrare Proces Valoare Ierarhia
1. Fisuri și rupturi ale ferestrei coliviei 2214 1
2. Tăiere incompletă 1683 2
3. Mărimea bavurii 1652 3
4. Dimensiunile pragului de reținere 1557 4
5. Dimensiunile ferestrei coliviei 1360 5
6. Parametrul Ra (secţiune înălțime fereastră şi prag de reţinere) 1316 6
7. Alunecări, Deformaţii 1155 7
8. Unghiul de înclinare a pragului de reţinere 602 8
9. Raze ferestre 536 9
10. Abaterea de la forma geometrică al secțiunii ștanțate pentru înălţimea ferestrei 475 10
3.5. Concluzii
Cercetările teoretice realizate şi prezentate în cadrul acestui capitol au condus la obţinerea
unor rezultate, care oferă demersului întreprins originalitate. În cadrul acestui capitol au fost
prezentate cercetările şi contribuţiile teoretice în domeniul prelucrării ferestrelor coliviei din tablă
metalică obţinute prin operaţia de ştanţare. Pe baza studiului realizat şi a celor prezentate în acest
capitol am putut formula următoarele concluzii referitaore la precizia şi calitatea coliviilor ştanţate:
plecând de la dimensiunile de gabarit ale rulmentului radial-oscilant cu role butoi pe două
rânduri se pot determina dimensiunile ferestrei coliviei. Relaţiile matematice propuse, în
subcapitolul 3.2, pentru cei partru parametri geometrici ai ferestrei prezintă o formă
simplă, însă modul de determinare a relaţiilor şi a valorilor numerice, prezentate în
tabelul 3.1, necesită determinarea mia multor parametri. Astfel, pentru determinarea
înălţimii ferestrei colviei (Hf) trebuie determinată mai întâi lungimea rolei cu bombament
(lr). Pentru determinarea acestui parametru se parcurg următorii paşi:
plecând de la lăţimea rulmentului B (dimensiune de gabarit conform SR ISO 3918 –
1994) se determină lungimea rolei fără bombament (lr1), cu relaţia 3.3.
pentru calculul săgeţii maxime a bombamentului rolei (fb) se determină în ordine
următorii parametri: ordonata până la centrul secţiunii rulmentului (HG) cu relaţia 3.11,
abscisa până la centrul rulmentului (OH) cu relaţia 3.13, unghiul rulmentului (β) cu
relaţia 3.14, secţiunea rulmentului (SR) cu relaţia 3.16, diametrul maxim al rolei (dr) cu
relaţia 3.17, raza căii de rulare (R1) cu relaţia 3.10, raza rolei (Rr) cu relaţia 3.19,
lungimea efectivă a rolei (lre) cu relaţia 3.20, diametrul rolei în plan frontal (dr1) cu relaţia
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[18]
3.18, raza bombamentului rolei (Rb) cu relaţia 3.9. După parcurgerea paşilor prezentaţi
mai sus, cu relaţia 3.1, se poate detrermina lungimea ferestrei (Hf).
Pentru determinarea lăţimii ferestrei (Wf) de la RRORB2R se ţine cont de valoarea
diametrului maxim al rolei (dr) şi jocul lateral, notat cu jL. Lungimea pragului de reţinere (Lpr) este
determiantă cu ajutorul relaţiei 3.22 unde se ţine cont de lungimea ferestrei coliviei (Hf), calculate
cu relaţia 3.1. Ultimul parametru geometric caracteristic ferestrei coliviei de la RRORB2R este
distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei (Dpr) care se calculează cu relaţia 3.23, având ca
parametru determinant diametrul maxim al rolei (dr);
analiza sistemică realizată în subcapitolul 3.3, a făcut posibilă identificarea şi definirea
parametrilor de intrare şi de ieşire respectiv parametri perturbatori caracteristici procesului de
ştanţare. Relaţiile dintre parametrii de intrare şi cei de ieşire de la procesul de ştanţare a
coliviilor metalice reprezintă conexiuni fizice stabilite între echipament, sculă şi
semifabricat, a căror utilizare fac posibilă aplicarea procesului ca metodă tehnică de
prelucrare;
demersul teoretic realizat în subcapitolul 3.4, bazat pe ipoteze simplificatoare, vine să
analizeze prin intermediul diagramei cauză-efect ponderea influenţei tuturor factorilor
identificaţi în procesul de ştanţare. Ca urmare, față de planele de control folosite de
partenerul industrial am definit următorii parametri calitativi noi pentru procesul de
prelucrare a ferestrelor coliviilor din tablă de oțel:
abaterea medie aritmetică a neregularităţilor în secțiunea ștanțată pentru înălțimea
ferestrei, RaB;
abaterea medie aritmetică a neregularităţilor în secțiunea ștanțată din zona pragului de
reținere a rolei, RaL;
abaterea de la forma geometrică a secțiunii ștanțate pentru înălţimea ferestrei;
abaterea de la forma geometrică a secțiunii ștanțate pentru pragul de reţinere a rolei;
unghiul de înclinare al pragului de reținere a rolei (unghi definit, dar care nu se măsura în
practică).
Parametrii calitativi introduși în analiza procesului de ștanțare vor fi analizați în aceleași
condiții ca și ceilalți parametrii care au fost identificați la începul acestui demers științific. Pe baza
aceleași metodologii pentru noii parametrii introduși a fost creată nouă matrice cauză – efect.
Rezultatele analizei au fost evidențate, ca și în cazul predent atât pentru parametrii de intrare critici
din proces cât și pentru parametrii influențați.
Ca urmare a analizei celor două matrici cauză – efect, se poate observa: dacă în cazul
parametrilor influențați ierarhiei obținută rămâne aceeași, în cazul parametrilor de intrare critici
jocul dintre elementele active ale ștanței ia locul forței de ștanțare și devine factorul care poate
influența cel mai mult precizia și calitatea ferestrei coliviei din tablă metalică.
CAPITOLUL IV
CERCETĂRI TEORETICE ȘI PRACTICE PRIVIND OPTIMIZAREA
ECHIPAMENTELOR DE ȘTANȚARE A COLIVIILOR DIN TABLĂ METALICĂ
UTILIZÂND METODE CAD – FEA
4.1. Prezentarea metodologiei și instrumentelor utilizate la optimizarea echipamentelor
de prelucrare a coliviilor din tablă metalică
Obiectivul studiului îl constituie analiza influenței jocurilor multiple asupra preciziei de
tăiere a semifabricatului în termeni de tensiuni induse și/sau remanente. Rezultatele obținute vor
constitui baza analizelor efectuate asupra comportamentului poansoanelor.
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[19]
4.2. Modelarea 3D a ansamblului ștanță în vederea analizelor cu elemente finite
Pentru a putea realiza analiza cu elemente finite în mediul de lucru Ansys, este nevoie de
întreg ansamblul ștanță, ansamblu care să poată simula toate mișcările conform unui proces de
ștanțare real. În acest sens, pentru a putea realiza analiza, în mediul de proiectare 3D Catia V5 s-au
creat toate elementele componente ale ștanței, după cotele de execuție ale ansamblului ștanță,
respectând detaliile geometrice, caracteristice fiecărui element component al ansamblului supus
analizei.
a) b) Fig. 4.2. Vedere izometrică a ansamblului ștanță pentru prelucrarea ferestrelor coliviei de la rulmenții radiali – oscilanți
cu role butoi pe două rânduri: a) vedere izometrică, b) vedere secționată
a) b) Fig. 4.3. Vedere frontală cu partea mobilă a ștanței pentru prelucrarea coliviilor de la rulmenții radiali – oscilanți pe
două rânduri: a) vedere izometrică, b) vedere secționată
Fig.4.1. Procesul de analiză cu elemente finite pentru procedeul de ștanțare a coliviilor metalice
Interpretarea rezultatelor Rafinare analiză
Îmbunătățire proiectare, Optimizare structurală
Procesul de ștanțare a
coliviilor metalice de rulment
Obiectivul urmărit : Calitatea și Precizie
Schimbarea problemei
SOLUȚIA GENERATĂ DE ELEMETUL FINIT
Alegerea : - elementelor finite; - densitate discretizare; - alegerea rețelei (mesh);
- parametri soluție, etc;
Reprezentare a : - tensiunile maxime;
- condiții de frontieră;
- încărcări;
- zonele de rupere solicitate;
- etc.
Aprecierea acurateței soluției elementului finit în funcție de factorii de influență
Rafinare discretizare, Parametrii soluției, etc
Îmbunătățirea relațiilor dintre factori
FACTORII CARE INFLUENȚEAZĂ CALITATEA PROCESUL:
- Materialul coliviei; - Încărcări;
- Materialul elementelor active; - Constrângeri;
- Geometria elementelor active; - Condiții de frontieră;
- Jocul dintre elemetenle active; - Cinematica ansamblului
-
Ansamblul Ștanța
Colivie
Soluția FEA
a problemei
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[20]
În figura 4.2. este prezentată o imagine 3D a ansamblului matriță proiectat în mediul de
lucru Catia V5. Ansamblul ștanță din figura 4.2 este împărțit în două părți componente conform
literaturii de specialitate, și anume: partea mobilă și partea fixă. Fiecare parte componentă conține
un număr de elemente. Astfel partea mobilă a ansamblului ștanță, prezentată în figura 4.3., prezintă
în structura acesteia un număr de aproximativ 27 elemente distincte.
4.3. Contribuţii aduse la evaluarea proceselor de ștanțare a coliviilor din tablă metalică
prin intermediul analizelor cu elemente finite
4.3.1.Pregătirea ansamblului în vederea translării și importului din mediul CAD în
mediul de lucru Ansys
În vederea translării cu succes a modelului CAD spre mediul de lucru Ansys, acesta necesită
câteva ajustări în sensul eliminării anumitor componente ce nu fac obiectul studiului propriu zis dar
care pot fi suplinite ca rol funcțional prin intermediul unor constrângeri geometrice sau
dimensionale ce vor fi aplicate asupra ansamblului după importul în mediul de lucru Ansys.
În acest sens din cadrul ansamblului care va fi supus analizei cu elemente finite fac parte
doar câteva elemente componente. Din cadrul părții mobile a ansamblului stanță se va crea un
subansamblu format din cele 25 de poansoane, dornul conic și conul iar din cadrul părții fixe se va
crea un subansamblu format din placa activă, semifabricatul sub formă de colivie, suportul poanson
și extractorul. Toate celelalte elemente componente pot fi eliminate deoarece analizele se vor
efectua doar asupra semifabricatului, ceea ce face ca și posibilitățile de constrângere ale elementelor
să fie mai restrânse și mai explicite.
a) b)
Fig. 4.8. Vedere izometrică a ansamblului simplificat secționat supus analizelor cu elemente finite:a) vedere izometrică,
b) detaliu apropiat
Prin efectuarea analizelor s-a observat că rezultatele, în majoritatea cazurilor pot fi
extrapolate pentru studiul efectelor solicitării impuse asupra unui singur poanson, respectiv a unei
singure ferestre din colivie. Pe baza rezultatelor obținute și a aspectelor evidențiate mai sus, s-a
decis secționarea întregului ansamblul în 25 de părți egale pentru a obține o secțiune caracteristică și
conformă unui singur poanson și unei singure ferestre din colivie. Astfel rezultatele obținute pot fi
considerate valide și în plus, pot fi extrapolate în vederea evidențierii comportamentului întregului
ansamblu sub solicitarea dată (vezi figura 4.8).
4.3.3. Generarea rețelei caracteristice ansamblului CAD și stabilirea mărimii optime a
elementului de rețea
Pentru generarea rețelei de discretizare finale corespunzătoare geometriei modelului studiat
s-au aplicat succesiv metode de mapare ale fațetelor laterale cât și de dimensionare ale fațetelor ce
urmează a fi străpunse de către poanson în vederea unei evaluări complete a comportamentului
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[21]
materialului sub solicitarea dată. Rezultatul poate fi urmărit în figura 4.12 unde zona racordată
interioară devine mult mai rafinată sub aspectul densității rețelei de discretizare. De asemenea,
putem observa continuitatea liniilor chiar și pe suprafața curbă specifică zonei racordate ce se întind
apoi păstrând proporțiile și în zona fațetei laterale urmând geometria acesteia. Același lucru se
întâmplă și pe exterior, în cazul zonei largi de racordare a coliviei. Acest lucru validează decizia de
adoptare a metodei de măturare (eng. sweep) a întregii geometrii specifice modelului coliviei din
tablă metalică.
Fig.4.11. Variația tensiunilor echivalente von Mises pentru colivia din tablă metalică la diferite dimensiuni ale elementului
de rețea de discretizare.
Fig. 4.12. Rețeaua de discretizare finală aplicată modelului
propus spre analiză.
4.3.4. Stabilirea constrângerilor aplicate secțiunii din ansamblul ștanța în vederea
realizării analizelor cu elemente finite
Stabilirea constrângerilor s-a realizat
conform ordinii prezentate în figura 4.13. Au fost
definite ca și suporturi fixe, care nu participă în
timpul mișcării placa de bază, suportul
poansonului, matrița cât și fațetele exterioare ale
semifabricatului pentru a permite "curgerea"
acestuia doar pe direcția impusă. S-au impus
deplasări asupra elementelor dorn conic, con și
respectiv poanson. Pentru a impune deplasarea în
cazul oricăruia dintre componentele amintite mai
sus au fost necesare stabilirea unor sisteme de
coordonate proprii, independente ca și orientare
față de sistemul de coordonate. Fig. 4.13. Constrângeri aplicate ansamblului în vederea
realizării analizelor cu elemente finite.
356.27
335.21334.93 334.84 334.81
320
330
340
350
360
Automat 2 1.5 1 0.5
σ[M
pa]
Dimensiunea elementului de reţea [mm]
Tensiuni echivalente von Mises]
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[22]
4.3.5. Stabilirea solicitării aplicate secțiunii din ansamblul ștanța în vederea realizării
analizelor cu elemente finite
Solicitarea aplicată pe suprafața superioară a dornului conic din ansamblul părții mobile a
ștanței de decupare – perforare și calibrare a ferestrelor coliviei din tablă metalică este de tip forță
de ștanțare cu o valoare corespunzătoare celor 600 [tF] generate de către echipamentul utilizat
convertită în [N] și împărțită la a 25-a parte conform procesului de secționare detaliat în cadrul unei
secțiuni anterioare. Valoarea astfel rezultată este de 2,3536 x 105 [N].
Fig.4.15. Distribuției încărcărilor generate de solicitarea impusă în ștanță: a) aplicarea forței pe suprafața superioară a
dornului conic b) distribuția forței pe poansonul de perforare; c) distribuția forței pe suprafața ferestrei coliviei.
4.3.7. Interpretarea rezultatelor obținute în urma analizelor cu elemente finite
S-au efectuat analize pentru trei grosimi diferite de semifabricat, respectiv 3,5 mm, 4 mm și
5 mm. Pentru fiecare dintre aceste grosimi de semifabricat s-au realizat și analizat trei variante
diferite de jocuri existente, astfel încât la final au fost desfășurate analize cu elemente finite pentru
nouă tipuri diferite de ansambluri.
În cadrul acestei secțiuni se vor prezenta rezultatele obținute pentru fiecare dintre
ansamblurile mai sus menționate care conțin semifabricate cu grosimi de 3,5 mm, 4 mm și 5 mm cu
limitele jocurilor stabilite la 0,11 mm, 0,14 mm și 0,18 mm evaluate pentru distanțele dintre
poanson și orificiul din placa activă din matriță.
a) b)
Fig.4.16. Valori obținute la un număr de 21000 de iterații:a) pentru parametrul tensiuni echivalente von Mises; b) pentru deformație totală.
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[23]
Programul afișează pe lângă valorile obținute sub solicitarea impusă și în condițiile de
analiză date, și o distribuție a parametrului solicitat pe întreaga suprafața a semifabricatului.
Astfel, observăm cum în cazul tensiunilor, valorile limită (cele cu roșu respectiv albastru) indică
faptul că atunci când poansonul împinge semifabricatul, acesta începe să "curgă" iar la nivel
microscopic apar deja fisuri în partea superioară a semifabricatului.
Explicația acestui fenomen este aceea că în timp ce la baza semifabricatului, mai exact în
zona de racordare, semifabricatului îi este permisă "curgerea" prin prisma faptului că există o
suprafață suficient de mare pentru ca semifabricatul să se întindă, în partea superioară limita dintre
orificiul ce se va realiza sub acțiunea poansonului și marginea de sus a semifabricatului este mult
mai mică iar semifabricatul nu va mai putea prelua din grăunții vecini pentru a se rearanja și căpăta
astfel forma impusă, ci în schimb se va fisura. Acest aspect este confirmat și de către distribuția
parametrului deformație totală. Conform figurii 4.16.b) valorile mai mari cât și cele limită apar în
zona de mijloc spre marginea superioară a semifabricatului. Acea zonă este afectată mai mult sub
acțiunea poansonului decât zona inferioară. Această tendință se va manifesta aproximativ la fel și în
cazul celorlalte analize efectuate, ceea ce indică faptul că ruptura nu se realizează uniform. În timp
ce în partea superioară a semifabricatului vor apare tot ai multe fisuri, semifabricatul din zona
specifică părții inferioare a semifabricatului (zona de racordare) va suferi încă rearanjări ale
grăunților de material ceea ce indică un proces de deformare aflat în desfășurare. Desigur că
distribuțiile viitoare, la un număr mai mare de iterații dar mai ales prin existența unor valori diferite
ale jocurilor vor produce rezultate diferite și astfel va putea fi analizată cu succes influența jocurilor
asupra fiecăruia din parametri obținuți. Procesul de analiză a continuat prin impunerea unui număr
tot mai mare de iterații de fiecare dată studiind evoluția distribuției celor doi parametri mai sus
amintiți. Limita de deformație pe direcția axei X a sistemului de coordonate propriu
semifabricatului este valoarea măsurată pe colivia fizică reală din cadrul experimentelor realizate în
partea practică a tezei, și anume aceea ce 1,1 mm pentru semifabricatul cu grosimea de 3,5 mm.
a) b) c)
d) e) f)
Fig.4.17. Valori obținute pentru tensiunile echivalente von Mises: a) pentru 21000 de iterații; b) pentru 30000 de iterații; c)
pentru 40000 de iterații; d) pentru 45000 de iterații; e) pentru 50000 de iterații; f) pentru 52930 de iterații.
La această valoare s-a ajuns prin încercări repetate și aceasta a fost respectată pentru fiecare
din cele trei ansambluri cu jocuri diferite specifice grosimii de semifabricat mai sus amintite.
Valoarea obținută pentru parametrul tensiuni echivalente von Mises pentru 21000 de iterații este de
414,22 MPa. Analizele au continuat prin setarea numărului de iterații la 30000, 40000, 45000 și
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[24]
50000. Peste această valoare s-au operat modificări ale numărului de iterații din aproape în aproape
până la atingerea valorii căutate. În cazul semifabricatului cu o grosime a semifabricatului de 1,1
mm numărul suficient de iterații pentru atingerea acesteia a fost de 52930.De reținut sunt doar
valorile obținute pentru numărul de iterații necesar atingerii pragului de 1,1 mm. Acestea se vor
compara cu cele corespunzătoare analizelor efectuate pentru celelalte două jocuri pentru o grosime a
semifabricatului semifabricatului de 3,5 mm.
Același model de analiză comparativă s-a aplicat și în cazul parametrului deformație totală.
Evoluția distribuției valorilor obținute la un număr de iterații diferite este prezentată în figura 4.18.
Așa cum era de așteptat, alta este evoluția înregistrată în cazul parametrului mai sus menționat.
Dacă în cazul tensiunilor echivalente tendința observată este aceea de concentrare în muchii și
colțuri corespunzător orificiului din matriță prin care semifabricatul este constrâns să pătrundă, în
cazul deformațiilor totale înregistrate tendința este aceea de concentrare în zona de pătrundere a
poansonului în semifabricat după suprafața curbă corespunzătoare fațetei poansonului care
realizează deformația.
a) b) c)
d) e) f)
Fig.4.18. Valori obținute pentru deformația totală: a) pentru 21000 de iterații; b) pentru 30000 de iterații; c) pentru 40000
de iterații; d) pentru 45000 de iterații; e) pentru 50000 de iterații; f) pentru 52930 de iterații.
S-au efectuat măsurători ale zonelor lucioase pentru fiecare dintre coliviile obținute iar
valorile rezultante au fost centralizate după cum urmează:
pentru grosimea semifabricatului de 3,5 mm s-a măsurat o valoare de 1,1 mm pentru
dimensiunea urmei pe toată circumferința coliviei;
pentru grosimea semifabricatului de 4 mm s-a măsurat o valoare de 1,2 mm pentru
dimensiunea urmei pe toată circumferința coliviei;
pentru grosimea semifabricatului de 5 mm s-a măsurat o valoare de 1,4 mm pentru
dimensiunea urmei pe toată circumferința coliviei.
4.3.8.1. Contribuţii la stabilirea influenţei jocului dintre elementele active asupra
coliviilor din tablă metalică
CAZUL I. Analiza influenței valorii jocului lateral dintre elementele active asupra
parametrului tensiuni echivalente de tip von Mises.
pentru evaluarea influenței valorilor diferite ale jocului jL dintre elementele active asupra
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[25]
rezultatelor obținute pentru parametrul tensiuni echivalente von Mises s-au realizat
reprezentări grafice ale variațiilor înregistrate pentru cele trei valori ale jocului
considerate pentru grosimea semifabricatului de 3,5 mm. Forma grafică (fig. 4.28) este de
tipul suprapunere și evidențiază diferențele cât și asemănările dintre cele trei rezultate.
Valorile maxime înregistrate pentru
parametrul tensiuni echivalente von
Mises sunt următoarele:
pentru jocul jL de 0,11 mm
maximul este de 334,84 MPa;
pentru jocul jL de 0,14 mm
maximul este de 337,47 MPa;
pentru jocul jL de 0,18 mm
maximul este de 341,34 MPa. Fig.4.28. Distribuția suprapusă a variațiilor rezultate pentru grosimea
semifabricatului de 3,5 mm pentru cele trei valori ale jocului dintre elementele active considerate pentru parametrul tensiuni echivalente
von Mises.
pentru evaluarea influenței valorilor diferite ale jocului jL dintre elementele active s-au
realizat reprezentări grafice ale variațiilor înregistrate pentru cele trei valori ale jocului
considerate și pentru grosimea semifabricatului de 4 mm.
Valorile maxime înregistrate pentru
parametrul tensiuni echivalente von Mises
sunt următoarele:
pentru valoarea jocului jL de 0,11 mm
maximul înregistrat este de 277,98 MPa;
pentru valoarea jocului jL de 0,14 mm
maximul înregistrat este de 281,37 MPa;
pentru valoarea jocului jL de 0,18 mm
maximul înregistrat este de 286,01 MPa. Fig.4.29. Distribuția suprapusă a variațiilor rezultate pentru
grosimea semifabricatului de 4 mm pentru cele trei valori ale jocului jL dintre elementele active considerate pentru
parametrul tensiuni echivalente von Mises.
pentru evaluarea influenței valorilor diferite ale jocului jL dintre elementele active s-au
realizat reprezentări grafice ale variațiilor înregistrate pentru cele trei valori ale jocului
considerate și pentru grosimea semifabricatului de 5 mm.
Valorile maxime înregistrate pentru
parametrul tensiuni echivalente von Mises
sunt următoarele:
. pentru valoarea jocului jL de 0,11 mm
maximul înregistrat este de 211,47
MPa;
pentru valoarea jocului jL de 0,14 mm
maximul înregistrat este de 214,41
MPa;
pentru valoarea jocului jL de 0,18 mm
maximul înregistrat este de 218,48
MPa.
Fig.4.30. Distribuția suprapusă a variațiilor rezultate pentru
grosimea semifabricatului de 5 mm pentru cele trei valori ale
jocului jL considerate pentru parametrul tensiuni echivalente von Mises.
O primă concluzie care reiese din analiza comparativă a reprezentărilor grafice suprapuse
este aceea conform căreia odată cu creșterea jocului jL dintre elementele active crește și valoarea
specifică parametrului tensiuni echivalente von Mises. Momentul apariției valorii maxime pentru
fiecare dintre valorile specifice jocurilor laterale indică momentul apariției de fisuri în semifabricat
care marchează începutul tranziției de la procesul de deformare plastică la rece la cel de rupere.
Odată cu creșterea valorii pentru jocul jL dintre elementele active valorile maxime se
înregistrează tot mai devreme ceea ce înseamnă că procesul de rupere intervine tot mai rapid în
Nr. noduri
Nr. noduri
[MP
a]
[MP
a]
[MP
a]
Nr. noduri
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[26]
cazul jocurilor cu valori mari. O valoare mare a jocului jL dintre elementele active nu va permite un
interval de timp suficient de lung pentru ca procesul de deformare plastică să se desfășoare
corespunzător ci din contra va facilita apariția prematură a fisurilor în semifabricat. Acest fenomen
are loc în cazul formei specifice a semifabricatului studiat în acest caz și nu poate fi extrapolat și
către alte forme de semifabricate fără o analiză comparativă. Acest demers se poate constitui într-o
viitoare direcție de cercetare.
CAZUL II. Analiza influenței valorii jocului jL dintre elementele active asupra parametrului
deformație totală.
pentru evaluarea influenței valorilor diferite ale jocului jL dintre elementele active asupra
rezultatelor obținute pentru parametrul deformație totală s-au realizat reprezentări grafice
ale variațiilor înregistrate pentru cele trei valori ale jocului considerate pentru grosimea
semifabricatului de 3,5 mm.
Valorile maxime înregistrate pentru
parametrul deformație totală sunt
următoarele:
pentru valoarea jocului jL de 0,11 mm
maximul înregistrat este de 3,8932 mm;
pentru valoarea jocului jL de 0,14 mm
maximul înregistrat este de 3,9576 mm;
pentru valoarea jocului jL de 0,18 mm
maximul înregistrat este de 4,0073 mm. Fig.4.31. Distribuția suprapusă a variațiilor rezultate pentru
grosimea semifabricatului de 3,5 mm pentru cele trei valori ale jocului jL considerate pentru parametrul deformație totală.
pentru evaluarea influenței valorilor diferite ale jocului lateral s-au realizat reprezentări
grafice ale variațiilor înregistrate pentru cele trei valori ale jocului jL dintre elementele
active considerate și pentru grosimea semifabricatului de 4 mm.
Valorile maxime înregistrate pentru
parametrul deformație totală sunt
următoarele:
pentru valoarea jocului jL de 0,11 mm
maximul înregistrat este de 3,9166 mm;
pentru valoarea jocului jL de 0,14 mm
maximul înregistrat este de 3,9772 mm;
pentru valoarea jocului jL de 0,18 mm
maximul înregistrat este de 4,0412 mm. Fig.4.32. Distribuția suprapusă a variațiilor rezultate pentru
grosimea semifabricatului de 4 mm pentru cele trei valori ale jocului jL considerate pentru parametrul deformație totală.
pentru evaluarea influenței valorilor diferite ale jocului jL dintre elementele active s-au
realizat reprezentări grafice ale variațiilor înregistrate pentru cele trei valori ale jocului
considerate și pentru grosimea semifabricatului de 5 mm.
Valorile maxime înregistrate pentru
parametrul deformație totală sunt
următoarele:
pentru valoarea jocului jL de 0,11 mm
maximul înregistrat este de 4,9025 mm;
pentru valoarea jocului jL de 0,14 mm
maximul înregistrat este de 4,9323 mm;
pentru valoarea jocului jL de 0,18 mm
maximul înregistrat este de 4,9329 mm. Fig.4.33. Distribuția suprapusă a variațiilor rezultate pentru
grosimea semifabricatului de 5 mm pentru cele trei valori ale jocului jL considerate pentru parametrul deformație totală.
Nr. noduri
Nr. noduri
Nr. noduri
[mm
] [m
m]
[mm
]
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[27]
O primă concluzie care reiese din analiza comparativă a reprezentărilor grafice suprapuse
este aceea conform căreia odată cu creșterea jocului jL dintre elementele active crește și valoarea
specifică parametrului deformație totală. Momentul apariției valorii maxime pentru fiecare dintre
valorile specifice jocurilor jL dintre elementele active echivalează cu apariția de fisuri în
semifabricat.
Spre deosebire de tendința manifestată în cazul parametrului tensiuni echivalente von Mises,
în cazul deformațiilor totale nu avem o creștere constantă a momentului apariției maximului
înregistrat, în sensul că valoarea nodului nu crește pe măsură ce valoarea grosimii semifabricatului
crește. Astfel pentru o valoare a grosimii de semifabricat de 5 mm se înregistrează o scădere față de
celelalte două valori a momentului de apariție a maximului înregistrat.
4.3.8.2. Contribuţii la stabilirea influenţei grosimii semifabricatului asupra coliviilor
din tablă metalică
CAZUL I. Analiza influenței valorii grosimii semifabricatului asupra parametrului tensiuni
echivalente de tip von Mises.
pentru evaluarea influenței valorilor diferite ale grosimii semifabricatului asupra
rezultatelor obținute pentru parametrul tensiuni echivalente von Mises s-au realizat
reprezentări grafice ale variațiilor înregistrate pentru aceeași valoare a jocului jL dintre
elementele active de 0,11 mm.
Valorile maxime înregistrate pentru
parametrul tensiuni echivalente von Mises
sunt următoarele:
pentru valoarea grosimii de 3,5 mm
maximul înregistrat este de 334,84 MPa;
pentru valoarea grosimii de 4 mm
maximul înregistrat este de 277,98 MPa;
pentru valoarea grosimii de 5 mm
maximul înregistrat este de 211,47 MPa.
Fig.4.34. Distribuția suprapusă a variațiilor rezultate pentru
valoarea jocului jL de 0,11 mm pentru cele trei valori ale grosimii semifabricatului considerate pentru parametrul
tensiuni echivalente von Mises.
pentru evaluarea influenței valorilor diferite ale grosimii semifabricatului asupra
rezultatelor obținute pentru parametrul tensiuni echivalente von Mises s-au realizat
reprezentări grafice ale variațiilor înregistrate pentru aceeași valoare a jocului jL dintre
elementele active de 0,14 mm.
Valorile maxime înregistrate pentru
parametrul tensiuni echivalente von Mises
sunt următoarele:
pentru valoarea grosimii de 3,5 mm
maximul înregistrat este de 337,47 MPa;
pentru valoarea grosimii de 4 mm
maximul înregistrat este de 281,37 MPa;
pentru valoarea grosimii de 5 mm
maximul înregistrat este de 214,41 MPa Fig.4.35. Distribuția suprapusă a variațiilor rezultate pentru
valoarea jocului jL de 0,14 mm
pentru evaluarea influenței valorilor diferite ale grosimii semifabricatului asupra
rezultatelor obținute pentru parametrul tensiuni echivalente von Mises s-au realizat
reprezentări grafice ale variațiilor înregistrate pentru aceeași valoare a jocului jL dintre
elementele active de 0,18 mm.
Nr. noduri
[MP
a]
Nr. noduri
[MP
a]
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[28]
Valorile maxime înregistrate pentru
parametrul tensiuni echivalente von Mises
sunt următoarele:
pentru valoarea grosimii de 3,5 mm
maximul înregistrat este de 341,34 MPa;
pentru valoarea grosimii de 4 mm
maximul înregistrat este de 286,01 MPa;
pentru valoarea grosimii de 5 mm
maximul înregistrat este de 218,48 MPa. Fig.4.36. Distribuția suprapusă a variațiilor rezultate pentru
valoarea jocului jL de 0,18 mm
O primă concluzie care reiese din analiza comparativă a reprezentărilor grafice suprapuse
este aceea conform căreia odată cu creșterea grosimii semifabricatului scade valoarea tensiunilor
echivalente von Mises. Momentul apariției valorii maxime pentru fiecare dintre valorile specifice
jocurilor jL dintre elementele active indică momentul apariției de fisuri în semifabricat
CAZUL II. Analiza influenței valorii grosimii semifabricatului asupra parametrului
deformație totală.
pentru evaluarea influenței valorilor diferite ale grosimii semifabricatului asupra
rezultatelor obținute pentru parametrul deformație totală s-au realizat reprezentări grafice
ale variațiilor înregistrate pentru aceeași valoare a jocului jL dintre elementele active de
0,11 mm.
Valorile maxime înregistrate pentru
parametrul deformație totală sunt
următoarele:
pentru valoarea grosimii de 3,5 mm
maximul înregistrat este de 3,8932 mm;
pentru valoarea grosimii de 4 mm
maximul înregistrat este de 3,9166 mm;
pentru valoarea grosimii de 5 mm
maximul înregistrat este de 4,9025 mm. Fig.4.37. Distribuția suprapusă a variațiilor rezultate pentru valoarea jocului jL de 0,11 mm
pentru evaluarea influenței valorilor diferite ale grosimii semifabricatului asupra
rezultatelor obținute pentru parametrul deformație totală s-au realizat reprezentări grafice
ale variațiilor înregistrate pentru aceeași valoare a jocului jL dintre elementele active de
0,14 mm.
Valorile maxime înregistrate pentru
parametrul deformație totală sunt
următoarele:
pentru valoarea grosimii de 3,5 mm
maximul înregistrat este de 3,9576 mm;
pentru valoarea grosimii de 4 mm
maximul înregistrat este de 3,9772 mm;
pentru valoarea grosimii de 5 mm
maximul înregistrat este de 4,9323 mm. Fig.4.38. Distribuția suprapusă a variațiilor rezultate pentru
valoarea jocului jL de 0,14 mm.
pentru evaluarea influenței valorilor diferite ale grosimii semifabricatului asupra
rezultatelor obținute pentru parametrul deformație totală s-au realizat reprezentări grafice
ale variațiilor înregistrate pentru aceeași valoare a jocului jL dintre elementele active de
0,18 mm.
Nr. noduri
Nr. noduri
[mm
] [m
m]
[MP
a]
Nr. noduri
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[29]
Valorile maxime înregistrate pentru
parametrul deformație totală sunt
următoarele:
pentru valoarea grosimii de 3,5 mm
maximul înregistrat este de 4,0073 mm;
pentru valoarea grosimii de 4 mm
maximul înregistrat este de 4,0412 mm;
pentru valoarea grosimii de 5 mm
maximul înregistrat este de 4,9329 mm. Fig.4.39. Distribuția suprapusă a variațiilor rezultate pentru
valoarea jocului jL de 0,18 mm.
Concluzie care reiese din analiza comparativă a reprezentărilor grafice suprapuse este aceea
conform căreia odată cu creșterea grosimii semifabricatului crește valoarea specifică parametrului
deformație totală. Momentul apariției valorii maxime pentru fiecare dintre valorile specifice
jocurilor laterale indică momentul apariției de fisuri în semifabricat. La o grosime de semifabricat
mai mare, crește și necesitatea unui număr mai mare de iterații pentru a atinge valoarea
corespondentă urmei lucioase măsurate în cazul coliviilor obținute experimental.
4.3.9. Contribuţii la stabilirea modelului optim de ansamblu studiat din punctul de
vedere al preciziei și calității coliviei din tablă metalică în cadrul proceselor de ștanțare
S-au efectuat analize comparative ale liniilor de tendință manifestate în fiecare caz studiat
prin intermediul valorilor maxime înregistrate pentru fiecare parametru în parte. Acestea sunt
prezentate în cadrul figurii 4.40.
Prin comparație dintre cele trei semifabricate, procentual semifabricatul cu grosime de 3,5 mm
evidențiază cea mai mare valoare a urmei lucioase lăsate în semifabricat în timpul desfășurării
procesului de deformare de 1,1 mm. Prin comparație, pentru o valoare compensată cu doar 0,5 mm
corespunzătoare grosimii semifabricatului de 4 mm, urma măsurată este de doar 1,2 iar pentru
semifabricatul de 5 mm de 1,4 mm. Acest fenomen cumulat cu tendința de a obține suprafețe mai
puțin rufoase pentru valori mici ale jocului jL dintre elementele active conduc la concluzia conform
căreia ansamblul optim din punctul de vedere al preciziei și calității suprafeței coliviei ștanțate din
tablă metalică este cel care prezintă valoarea cea mai mică a jocului dintre elementele active pentru
grosimea semifabricatului cea mai mică.
4.4. Concluzii
În cadrul acestui capitol s-au prezentat principalele elemente legate de setarea sistemului
experimental care stă la baza analizelor cu elemente finite efectuate.
S-au introdus valorile specifice principalilor parametri caracteristici în evaluarea
corespunzătoare a comportamentului semifabricatului ales pentru semifabricat în baza de date a
Ansys pentru ca programul să recunoască și să interpreteze corespunzător reacția sub o solicitare
dată. În acest sens limita de rupere, coeficientul de curgere sau limitele corespunzătoare tensiunilor,
alungirilor și deformațiilor s-au constituit în parametri definitorii ai semifabricatului.
Următorul pas în setarea corespunzătoare a cadrului experimental l-a constituit aplicarea
constrângerilor dimensionale și de formă asupra tuturor elementelor constituente ale secțiunii
ansamblului de ștanțare. Valoarea solicitării impuse a fost împărțită conform cu a 25 parte din
totalul forței generate de echipamentul utilizat.
Comportamentul semifabricatului sub solicitarea dată a fost evaluat prin intermediul variației
a doi parametri și anume al tensiunilor echivalente von Mises și al deformației totale.
Conform cu încercările experimentale realizate, s-au considerat trei valori diferite pentru
Nr. noduri
[mm
]
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[30]
jocul jL dintre elementele active. Acestea au fost corelate cu trei grosimi diferite ale
semifabricatului. Prin intermediul analizelor cu elemente finite s-a urmărit influența pe care o are o
valoare crescută a jocului jL dintre elementele active asupra preciziei și calității produsului finit, în
termeni de apariție de fisuri la nivel microscopic cât și tensiuni remanente în urma procesului de
ștanțare dar și a grosimii semifabricatului din aceleași considerente. Rezultatele au fost comparate
din punctul de vedere al influenței jocurilor diferite pentru aceleași grosimi de semifabricat pentru
ca mai apoi să fie variate valorile grosimilor semifabricatului la aceleași valori ale jocurilor impuse.
În cazul influenței valorilor diferite pentru jocul jL dintre elementele active la aceeași
grosime a semifabricatului, tendința observată a fost de creștere în cazul ambilor parametri. Astfel la
o valoare mai mare a jocului jL dintre elementele active pentru aceeași grosime s-au obținut valori
mai mari pentru parametri tensiuni echivalente von Mises și deformația totală. Această tendință s-a
manifestat și în cazul celorlalte grosimi de semifabricat înregistrându-se astfel valori crescute în
cazul tuturor analizelor efectuate.
În cazul influenței valorilor diferite ale grosimii semifabricatului la aceeași valoare a jocului
jL dintre elementele active au existat două tendințe distincte. Pentru parametrul tensiuni echivalente
von Mises tendința manifestată în cazul unui semifabricat mai gros a fost de diminuare a valorilor
rezultate. Acest fenomen se explică prin faptul că procesul de rupere are loc mult mai devreme
comparativ cu semifabricatul cel mai subțire și astfel favorizează apariția timpurie a fisurilor în
semifabricat care se propagă apoi către extremități în zonele de contact cu fereastra din matriță.
Tendința de variație manifestată în cazul parametrului deformație totală este una de creștere la o
creștere corespunzătoare a grosimii semifabricatului.
Analizele comparative efectuate au evidențiat și permis formularea unei concluzii finale în
ceea ce privește ansamblul optim ce poate fi utilizat din punctul de vedere al calității și preciziei
procesului de ștanțare. S-a dovedit faptul că valori mai mici ale jocului jL dintre elementele active
permit o stare de tensiuni diminuată care se traduce prin apariția de fisuri mai puține și care se vor
propaga mult mai greu în semifabricat.
Ansamblul optim din punctul de vedere al calității și preciziei procesului de ștanțare va fi
cel care va prezenta valorile scăzute ale jocului jL dintre elementele active și ale grosimii
semifabricatului din considerentele enunțate mai sus. Această concluzie este validă în cazul formei
specifice a semifabricatului studiat în cadrul acestui studiu și nu poate fi extrapolat și către alte
forme de semifabricate fără o analiză comparativă. Acest demers se poate constitui într-o viitoare
direcție de cercetare.
CAPITOLUL V
CONTRIBUȚII PRIVIND ELABORAREA PROGRAMULUI
EXPERIMENTAL PENTRU CERCETAREA CALITĂȚII ŞI PRECIZIEI
COLIVIILOR ȘTANȚATE
5.1. Contribuţii privind programarea experimentelor efectuate în cadrul cercetărilor
Având în vedere problematica luată în studiu, respectiv calitatea pieselor obţinute prin
operaţia de ştanţare, cercetările experimentale din cadrul tezei de doctorat, vor avea în vedere şi
atingerea următoarelor aspecte:
stabilirea modului de influenţă al principalilor factori implicaţi în proces, reprezentaţi de
parametri de intrare şi de reglare ai procesului, asupra unor parametri de ieşire,
interesându-ne în mod deosebit acei parametri de ieşire legaţi de calitatea şi precizia
suprafeţei;
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[31]
elaborarea unor modele matematice care să descrie aceste influenţe, cu punerea în
evidenţă atât a efectelor factorilor cât şi a efectelor interacţiunilor dintre factori şi
stabilirea influenţelor semnificative;
formularea unor concluzii privind calitatea ferestrelor coliviei obţinute prin operaţia de
ştanţare, care să poată fi utilizate la montarea rulmenţilor radial cu role butoi pe două
rânduri;
Ca parametri de ieşire ai procesului de ştanţare, dintre mărimile ce descriu calitatea
ferestrelor coliviei prelucrate prin operaţia de ştanţare s-a optat pentru luarea în studiu a
următoarelor:
înălţimea bavurii ferestrei coliviei;
înălţimea şi lăţimea nominală a ferestrelor coliviei;
distanţa între pragurile de reţinere a rolei în fereastra;
dimensiunea pragului de reţinere a rolei;
parametrul de rugozitate Ra, evaluat atât pe suprafaţa pragului de reţinere a rolei cât şi pe
suprafaţa ferestrei colivie, în plan axial.
Ca factori de intrare, prezenţaţi în cadrul subcapitolului anterior, s-a optat pentru luarea în
studiu a următorilor parametri:
mărimea cursei ştanţei de perforare a ferestrelor coliviei din tablă metalică, (cs);
grosimea semifabricatului, (gc);
jocurile dintre elementele active ale ştanţei, ( jL, jH).
În ceea ce priveşte strategia de experimentare, plecând de la alegerea spre studiere a celor 3
factori arătaţi mai sus, s-a optat pentru organizarea unui experiment factorial ortogonal complet 33.
S-a ţinut cont de faptul că literatura de specialitate [S4], [H12] recomandă clasificarea
factorilor în 4 grupe, după criteriul dificultăţii de trecere a factorului de la un nivel la altul, astfel:
grupa 1 - factori dificil de modificat;
grupa 2 - factori ceva mai uşor de modificat;
grupa 3 – factori uşor de modificat;
grupa 4 - factorii cel mai uşor de modificat.
În acest sens în tabelul 5.1 este prezentată încadrarea factorilor în grupele corespunzătoare de
dificultate, încadrare justificată prin următoarele:
Nivelele de variație ale parametrilor de intrare au fost alese ținând cont de posibilitățile tehnice ale
presei hidraulice LVD 600 și a ștanței de perforat ferestre, a tehnologiei de execuție a coliviilor
pentru RRORB2R și de cercetările anterioare prezente în literatura de specialitate[S4].
Tab. 5.1. Încadrarea factorilor în grupele corespunzătoare de dificultate
Nr. Crt. Factorul Grupa de dificultate
1. Grosimea semifabricatului coliviei [gc] 1 2. Cursa de ştanţare [cs] 2 3. Jocul dintre elementele active [jL, jH] 4
Tab. 5.2. Jocurile dintre elementele active de la stanța de perforat ferestre
Nr.
Crt.
jH
[mm]
jL
[mm]
Nr. Crt.
jH
[mm]
jL
[mm]
1. 0.53 0.16 14. 0.54 0.15
2. 0.53 0.17 15. 0.54 0.16
3. 0.53 0.18 16. 0.54 0.16
4. 0.53 0.15 17. 0.58 0.15
5. 0.51 0.16 18. 0.54 0.11
6. 0.53 0.14 19. 0.54 0.13
7. 0.54 0.15 20. 0.54 0.15
8. 0.53 0.15 21. 0.54 0.14
9. 0.57 0.17 22. 0.54 0.16
10. 0.54 0.16 23. 0.56 0.17
11. 0.54 0.15 24. 0.56 0.17
12. 0.55 0.14 25. 0.54 0.17
13. 0.55 0.15
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[32]
În acest sens, pe baza celor menționate mai sus a fost creat planul experimental complet
factorial ortogonal complet 33 și s –au stabilit parametrii de intrare cu valorile lor pe cele trei
niveluri, prezentați în tabelul 5.4.
Tab. 5.4. Planul experimental factorial complet 33
Nr.
Crt.
Nivelul parametrilor Valoarea parametrilor
gc cs (jL; jH) gc [mm] cs [mm] (jL ;jH) [mm;mm]
1. 1 1 1 3.5 5.5 (0.11;0.54)
2. 1 1 2 3.5 5.5 (0.14;0.53)
3. 1 1 3 3.5 5.5 (0.18;0.53)
4. 1 2 1 3.5 6.5 (0.11;0.54)
5. 1 2 2 3.5 6.5 (0.14;0.53)
6. 1 2 3 3.5 6.5 (0.18;0.53)
7. 1 3 1 3.5 7.5 (0.11;0.54)
8. 1 3 2 3.5 7.5 (0.14;0.53)
9. 1 3 3 3.5 7.5 (0.18;0.53)
10. 2 1 1 4 5.5 (0.11;0.54)
11. 2 1 2 4 5.5 (0.14;0.53)
12. 2 1 3 4 5.5 (0.18;0.53)
13. 2 2 1 4 6.5 (0.11;0.54)
14. 2 2 2 4 6.5 (0.14;0.53)
15. 2 2 3 4 6.5 (0.18;0.53)
16. 2 3 1 4 7.5 (0.11;0.54)
17. 2 3 2 4 7.5 (0.14;0.53)
18. 2 3 3 4 7.5 (0.18;0.53)
19. 3 1 1 5 5.5 (0.11;0.54)
20. 3 1 2 5 5.5 (0.14;0.53)
21. 3 1 3 5 5.5 (0.18;0.53)
22. 3 2 1 5 6.5 (0.11;0.54)
23. 3 2 2 5 6.5 (0.14;0.53)
24. 3 2 3 5 6.5 (0.18;0.53)
25. 3 3 1 5 7.5 (0.11;0.54)
26. 3 3 2 5 7.5 (0.14;0.53)
27. 3 3 3 5 7.5 (0.18;0.53)
5.2. Echipamente utilizate în cadrul cercetărilor experimentale privind prelucrarea
coliviilor metalice pentru rulmenţi
Cercetările experimentale, efectuate în cadrul acestei teze de doctorat au fost realizate la S.C.
Rulmenți S.A. Bârlad. Pentru realizarea experimentelor s-a utilizat presa hidraulică LVD 600
echipată cu ștanța de perforat-calibrat ferestre.
5.2.1. Presa Hidraulică LVD 600
Încercările experimentale au fost realizate pe presa hidraulică LVD 600, existentă în
Departamentul de Producţie-Secţia colivii, din cadrul S.C. Rulmenţi S.A. Bârlad, echipată cu ştanţa
de perforat, îmbunătăţită, ferestre de colivie pentru RRORB2R. O vedere generală, reală cât şi una
modelată 3D în mediul de lucru Solid Works, este prezentată în figura 5.1.
a) b) Fig.5.1. Presa hidraulică LVD 600: a) vedere reală [U1]; b) vedere izometrică 3D SolidWorks
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[33]
5.2.2. Contribuţii cu privire la îmbunătăţirea ştanţei de perforat ferestre prin aplicarea
tehnicii deciziei impuse
Din analiza literaturii de specialitate [I1], [P11], [42], [36] s-a evidenţiat faptul că ingineria
valorii este definită ca fiind o metodă de cercetare – proiectare de elaborare a soluţiilor tehnice, care
pot fi realizate în condiţii de consum minim şi de calitate ridicată. În vederea elaborării diagramei de
idei pentru îmbunătăţirea ştanţei de perforat ferestre de colivie de la RRORB2R, am ţinut cont de
problemele identificate în producţie şi de informaţiile găsite în literatura de specialitate, astfel în
figura 5.3 am realizat diagrama de idei în vederea îmbunătăţirii ştanţei de perforat ferestre de colivie
din tablă metalică.
Fig. 5.3. Diagrama de idei a ştanţelor de perforat ferestre de colivie de la RRORB2R
Din analiza numerelor valorice determinate s-a identificat drept soluţie optimă, varianta S2,
urmată în ordine de soluţiile S5, S4, S3, S1, ierarhia soluţiilor este prezentată în tabelul 5.17.
Tab. 5.17. Ierarhia soluţiile analizate din perspectiva celor 6 criterii prin metoda inginerii valorii
Soluţia S1 S2 S3 S4 S5
Poziţie iniţială 1 2 3 4 5
Număr Valoric NVS1=0,0474 NVS2=0,28245 NVS3=0,21225 NVS4=0,21355 NVS5=0,23635
Poziţie finală 5 1 4 3 2
Din moment ce soluţia optimă este identificată se poate formula tema de proiectare care va
sta la baza îmbunătăţirii echipamentului de ştanţare a ferestrelor coliviei din tablă metalică de la
RRORB2R, ea fiind intitulată astfel: Echipament de ștanțare format dintr-o presa acționată
hidraulic și ștanță de perforat simultană, în care transmiterea forței la elementele active se face
prin intermediul unui dorn conic iar precizia de prelucrare este asigurată de şase coloane de
ghidare și elemente de asamblare cu rezistentă mecanică ridicată, caracterizat prin rigiditate şi
precizie de prelucrare mare.
Pe baza rezultatelor obţinute a fost reproiectată şi realizată, în Departamentul de Sculărie din
cadrul S.C. Rulmenţi S.A., ştanţa de perforat ferestre de colivie de la RRORB2R. Pe baza
informaţiilor obţinute, îmbunătăţirea ştanţei de perforat ferestre de colivie din tablă metalică a
constat în:
schimbarea materialului elementelor active din oţel100Cr6 conform SR EN ISO 683-17 în
X210Cr12 conform SR EN ISO 4957;
_______A_______ Modul de acţionare a
presei hidraulice
Mecanic - A1
Hidraulic – A2
Pneumatic – A3
Electric – A4
?
_______B_______ Modul de executare
a fazei de lucru
Cu acţiune simultană - B1
Cu acţiune succesivă – B2
Combinat – B3
?
_______C_______Transmiterea forţei de ştanţare la poansoane
Dorn conic - C1
Direct – C2
?
_______D_______ Modalitatea de
ghidare a ştanţei
Fără coloane de ghidare - D1
Cu 4 coloane de ghidare – D2
Cu 6 coloane de ghidare – D3
?
_______E_______ Condiţii tehnologice de calcul a ştanţei
Compactitate mică- E1
Consum de material redus - E2
Rigiditate, Rezistenţă mecanica
ridicată - E3
?
__?___
ECHIPAMENT DE PERFORAT FERESTRE
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[34]
pentru o mai bună ghidare sau mărit numărul de coloane de ghidare de la 4 la 6;
sau redimensionat și reproiectat următoarele elemente componente ale ştanţei:
placa de bază de la ø 550 mm la ø 650 mm;
placa de ghidare de la ø 550 mm la ø 650 mm;
placa port-poanson de la ø 550 mm la ø 650 mm;
bucşă de ghidare de la ø 50 mm la ø 55 mm;
placa de prindere de la ø 650 mm la ø 800 mm;
placa superioară de la ø 550 mm la ø 650 mm;
s-au redimensionat poansoanele, matriţa şi suport matriţă.
a) b)
Fig. 5.5. Vedere izometrică a echipamentului Presa – ştanţă de perforat ferestre de colivie din tablă metalică de la RRORB2R; a) ştanţa montată pe Presa hidraulică LVD 600; b) vedere izometrică ştanţă de perforat ferestre de la colivia din
tablă metalică
5.3. Echipamente de măsură şi control utilizate in realizarea cercetărilor experimentale
5.3.1. Echipament de măsurare FORM TALYSURF SERIES 2
Fig.5.6. Măsurarea rugozității suprafeței pe înălțimea ferestrei colivie cu echipamentul Form Talysurf Series 2
1 – Coloană; 2 – Soft Taylor Hobson ultra; 3 – Traductor; 4 – Palpator; 5 – Vârf palpator; 6 – Colivie măsurată; 7 –
Sistem de măsurare; 8 – Dispozitiv de bazare a coliviei [U1].
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[35]
Fig.5.7. Schema de măsurare a rugozității suprafeței ferestrei coliviei:1 - Dispozitiv de măsurare ;2 – Traductor ;
3 – Palpator ;4 - Vârful de măsurare a palpatorului;5 - Suprafaţa reală măsurată (văzută la scară mărită);
5.3.2. Echipament de măsurare MarSurf XC-2
Fig. 5.8. Conturograf MarSurf XC – 2: 1. Masă aparat; 2. Şuruburi micrometrice pentru reglaj fin; 3. Dispozitiv
reglare unghiulară; 4. Palpator; 5. Braţ palpator; 6. Piesa de măsurat; 7. Placă bazare; 8. Sanie vertical;
9.Coloană; 10. Traductor; 11. Sanie orizontală; 12. Monitor de vizualizare a datelor măsurate [U1]
Fig. 5.9. Exemplificare de trasare și vizualizare, cu ajutorul echipamentului MarSurf XC-2, a mărimii bavurii
ferestrei coliviei din tablă metalică.
5.4. Contribuții la modelarea matematică, sub formă matriceală, a rezultatelor
experimentale
În vederea valorificării rezultatelor experimentale obţinute prin măsurători, s-a optat pentru
stabilirea modelelor matematice sub formă matriceală, după metoda introdusă de Vigier şi
Sisson,[I1], [P11] ale influenţelor factorilor luaţi în studiu asupra mărimii bavurii şi asupra
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[36]
parametrilor dimensionali prezentaţi în subcapitolul 5.1 respectiv asupra rugozităţii suprafeţei de la
baza ferestrei coliviei şi a rugozităţii suprafeţei din zona pragului de reţinere a rolei.
c s c s c sY M g c j g c g j c j (5.5)
în care: Y - răspunsul sistemului;
M - media generală;
gc - grosimea semifabricatului folosit la ştanţarea ferestrelor coliviei;
cs - cursa ştanţei;
j - jocul dintre elementele active ale ştanţei.
Astfel, pentru modelul studiat au rezultat un număr de 19 grade de libertate, calculat cu
ajutorul relației 5.8.
1 3 (3-1) 3 3 1 3 1 19 glN (5.8)
Modelul matematic, în forma matriceală generală, care exprimă efectele factorilor şi a
interacţiunilor dintre aceştia asupra răspunsului sistemului a luat forma:
1 2 3 1 2 3
( , )1 ( , )2 ( , ) ( , )
1, 1 1, 2 1, 3
2, 1 2, 2 2, 3
3, 1 3, 2
c c c c s s s s
L H L H L H L H
c s c s c s
c c s c s c s
c c s
g g g g c c c c
j j j j j j j j j
g c g c g c
t
g g c g c g c
g c g c
Y M E E E A E E E A
E E E A
I I I
A I I I
I I
1, ( , ) 1,( , )2 1,( , )3
2,( , )1 2,( , )2 2,( , )3 ( , )
3, 3 3, 1 3, 2 3, 3
1,( ,
c L H c L H c L H
s c c L H c L H c L H L H
c s c c c
s L
s
g j j j g j j g j j
t
c g g j j g j j g j j j j
g c g j g j g j
c j
t
c
I I I
A A I I I A
I I I I
I
A
)1 1,( , )2 1,( , )3
2,( , )1 2,( , )2 2,( , )3 ( , )
3,( , )1 3,( , )2 3,( , )3
H s L H s L H
s L H s L H s L H L H
s L H s L H s L H
j c j j c j j
c j j c j j c j j j j
c j j c j j c j j
I I
I I I A
I I I
(5.10)
Valoarea tabelată a criteriului, FT a fost aleasă din tabelul 5.19 pentru un risc de 5 % (deci
un coeficient de încredere de 95 %) şi pentru numerele de grade de libertate :
FT(0,95;2;8) = 4,46. (5.24)
5.5. Concluzii
În cadrul acestui capitol s-a făcut o prezentare a principalelor echipamente de prelucrare şi
a celor de măsurare a parametrilor caracteristici calităţii şi preciziei ferestrelor coliviei din tablă
metalică.
Soluţia propusă pentru îmbunătăţirea ştanţei a presupus redimensionarea elementelor de
reazem, susţinere şi ghidare din ştanţă, introducere a unui număr de şase coloane de ghidare pentru
asigurare unei precizii de prelucrare mai ridicate şi schimbarea materialului elementelor active din
oţel 100Cr6 în oţel X210Cr12.
Calitatea suprafeţelor prelucrate pe ştanţa de perforat ferestre acţionată de presa hidraulică
LVD 600 este evaluată prin cei şase parametrii, care vor fi măsuraţi cu ajutorul a două echipamente
de măsurare, Form Talysurf Series 2 şi MarSurf XC-2.
Modelarea datelor experimentale se va face prin metoda matriceală, metodă care va
conduce la elaborarea unui număr de modele matematice matriciale pe baza cărora se vor emite
ipoteze cu privire la modul de influenţă a parametrilor de intrare asupra caracteristicilor de calitate
şi precizie a ferestrelor coliviei din tablă metalică. Pe baza aceloraşi modele matematice se vor
putea studia efectele parametrilor de intrare şi interacţiunile dintre acesţia asupra preciziei şi calităţii
ferestrelor de colivie din oţel.
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[37]
CAPITOLUL VI
CONTRIBUŢII EXPERIMENTALE LA STUDIUL INFLUENȚEI
PARAMETRILOR REGIMULUI DE ȘTANȚARE ASUPRA CALITĂȚII ŞI
PRECIZIEI COLIVIILOR DE RULMENT DIN TABLĂ METALICĂ
Prezentul capitol prezintă rezultatele cercetărilor experimentale întreprinse pentru studiul
influenţei celor trei parametri de intrare stabiliti în subcapitolul 5.1, respectiv: jocul dintre
elementele active (jL; jH), grosimea semifabricatului coliviei ştanţate (gc) şi cursa de ştanţare (cs),
asupra caracteristicilor de calitate şi precizie ale ferestrelor obţinute prin operaţia de ştanţare.
Au fost studiaţi următorii parametri:
rugozitatea suprafeţei laterale (parametru măsurat în zona pragului de reţinere a rolie,
RaL);
rugozitatea suprafeţei la baza ferestrei coliviei (RaB);
înălţimea bavurii ferestrei (BÎ);
abaterea de la înălţimea ferestrei coliviei (AHf );
abaterea de la lăţimea ferestrei (AWf), abaterea de la distanţa dintre pragurile de reţinere a
rolei (ADpr);
abaterea de la lungimea pragului de reţinere a rolei (ALpr).
Cercetările s-au derulat dupa două strategii de experimentare, respectiv:
într-o primă etapă, studiul influenţei jocului dintre elementele active asupra
caracteristicilor de calitate şi precizie ale ferestrelor s-a făcut cu luarea în considerare a
celor 25 de valori măsurate pentru jocul lateral jL respectiv jocul jH, dupa caz;
în etapa ulterioară, cercetarile s-au derulat conform planului experimental factorial
complet 33 prezentat în subcapitolul 5.1.
6.1. Cercetări experimentale privind influenţa parametrilor de intrare asupra
rugozităţii suprafeţelor laterale ale ferestrelor coliviei
6.1.1. Influența jocului dintre elementele active jL, asupra rugozității suprafeței laterale,
RaL
Analiza influenţei jocului dintre elementele active asupra rugozităţii suprafeţelor laterale ale
ferestrelor coliviei, s-a făcut cu luarea în considerare a celor 25 de valori măsurate pentru jocul
lateral ( jL ). Din analiza valorilor jocurilor prezentate în tabelul 5.2, s-a putut evidenţia faptul că o
parte din valorile acestora se repetă. Drept urmare, valorile considerate ca date experimentale pentru
parametrul de calitate RaL, în cazul jocurilor cu aceeaşi valoare, reprezintă media tuturor valorile
masurate pentru aceeaşi valoare de joc.
Valorile rezultate pentru parametrul de calitate RaL, pentru toate valorile identificate ale
jocului jL, sunt prezentate în tabelul 6.1.
Tab. 6.1. Rezultate experimentale ale parametrului RaL la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc jL
Nr. Crt.
jL
[mm]
gc=3,5 mm cs=5,5 mm
gc=3,5 mm cs =6,5 mm
gc =3,5 mm cs =7,5 mm
gc =4 mm cs =5,5 mm
gc =4 mm cs =6,5 mm
gc =4 mm cs =7,5 mm
gc =5 mm cs =5,5 mm
gc =5 mm cs =6,5 mm
gc =5 mm cs =7,5 mm
RaL [µm]
1 0,11 0,52 0,43 0,43 0,52 0,47 0,41 0,52 0,47 0,42
2 0,13 0,56 0,50 0,52 0,61 0,56 0,58 0,68 0,62 0,51
3 0,14 0,61 0,57 0,53 0,72 0,63 0,58 0,74 0,68 0,56
4 0,15 0,68 0,60 0,55 0,80 0,67 0,61 0,78 0,73 0,66
5 0,16 0,68 0,62 0,56 0,77 0,70 0,60 0,79 0,74 0,68
6 0,17 0,66 0,63 0,56 0,77 0,70 0,62 0,80 0,76 0,69
7 0,18 0,77 0,70 0,63 0,85 0,77 0,70 0,87 0,81 0,73
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[38]
În acest sens, în figurile 6.1, 6.2, 6.3, este reprezentată dependenţa parametrului de rugozitate
RaL de jocul jL dintre elementele active, pentru cele trei grosimi de semifabricat.
Fig.6.1. Dependenţa valorii rugozităţii, RaL, de jocul jL dintre elementele active, la ştanţarea coliviilor cu gc=3,5 mm
Fig.6.2. Dependenţa valorii rugozităţii, RaL, de jocul jL dintre elementele active, la ştanţarea coliviilor cu gc=4 mm
Tab. 6.2. Rezultate experimentale ale parametrului RaL la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jL şi gc=3,5 mm
Cursa de ştanţare, cs [mm]
Model matematic R2
cs = 5,5 mm RaL = 8,695jL2 + 0,778jL + 0,332 R2= 0,889
cs = 6,5 mm RaL = -13,20jL2 + 7,401jL – 0,220 R2= 0,970
cs = 7,5 mm RaL = -13,92jL2 + 6,436jL – 0,094 R2= 0,904
Tab. 6.3. Rezultate experimentale ale parametrului RaL la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jL şi gc=4 mm
Cursa de ştanţare, cs [mm]
Model matematic R2
cs = 5,5 mm RaL = -48,21jL2 + 18,44jL – 0,927 R2= 0,923
cs = 6,5 mm RaL = -20,52jL2 + 10,08jL – 0,386 R2= 0,974
cs = 7,5 mm RaL = -35,95jL2 + 13,74jL – 0,639 R2= 0,866
Fig.6.3. Dependenţa valorii rugozităţii, RaL, de jocul jL,dintre elementele active, la ştanţarea coliviilor cu gc=5 mm
0.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.90
0.10 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19
RaL
[μ
m]
jL [mm]
RaL: cs= 5,5 mm
RaL: cs= 6,5 mm
RaL: cs= 7,5 mm
Poly. (RaL: cs= 5,5 mm)
0.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.90
0.10 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19
RaL
[μ
m]
jL [mm]
RaL: cs= 5,5 mm
RaL: cs= 6,5 mm
RaL: cs= 7,5 mm
Poly. (RaL: cs= 5,5 mm)
0.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.90
0.10 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19
RaL
[μ
m]
jL [mm]
RaL: cs= 5,5 mm
RaL: cs= 6,5 mm
RaL: cs= 7,5 mm
Poly. (RaL: cs= 5,5 mm)
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[39]
Tab. 6.4. Rezultate experimentale ale parametrului RaL la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jL şi gc=5 mm
Cursa de ştanţare, cs [mm]
Model matematic R2
cs = 5,5 mm RaL = -49,43jL2 + 18,88jL – 0,944 R2= 0,967
cs = 6,5 mm RaL = -51,45jL2 + 19,56jL – 1,053 R2= 0,984
cs = 7,5 mm RaL = -33,24jL2 + 14,25jL – 0,754 R2= 0,969
Fig.6.4. Dependenţa valorii rugozităţii, RaL, de jocul jL dintre elementele active, la ştanţarea coliviilor cu cs=5,5 mm
Fig.6.5. Dependenţa valorii rugozităţii, RaL, de jocul jL dintre elementele active, la ştanţarea coliviilor cu cs=6,5 mm
Fig.6.6. Dependenţa valorii rugozităţii, RaL, de jocul jL dintre elementele active, la ştanţarea coliviilor cu cs=7,5 mm
În concluzie odată cu creşterea jocului dintre elementele active jL şi a grosimii
semifabricatului coliviei valoarea parametrului de rugozitate RaL va creşte iar odată cu creşterea
cursei de ştanţare valoarea parametrului de rugozitate RaL va scădea.
6.1.2. Modele matriciale de reprezentare a influenţei parametrilor de intrare asupra
rugozității suprafeței laterale RaL
Rezultatele experimentale obținute în urma procesului de ștanțare a ferestrelor coliviei.
Utilizând modelul matematic particularizat, relaţia 5.10, propus în subcapitolul 5.4, şi rezultatele
experimentale obţinute pentru parametrul de rugozitate RaL, pe baza relaţiilor de calcul pentru
determinarea valorilor mediei generale, a efectelor medii ale factorilor şi a interacţiunilor dintre
0.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.90
0.10 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19
RaL
[μ
m]
jL [mm]
RaL: gc= 3,5 mm
RaL: gc= 4 mm
RaL: gc= 5 mm
Poly. (RaL: gc= 3,5 mm)
0.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.90
0.10 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19
RaL
[μ
m]
jL [mm]
RaL: gc= 3,5 mm
RaL: gc= 4 mm
RaL: gc= 5 mm
Poly. (RaL: gc= 3,5 mm)
0.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.90
0.10 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19
RaL
[μ
m]
jL [mm]
RaL: gc= 3,5 mm
RaL: gc= 4 mm
RaL: gc= 5 mm
Poly. (RaL: gc= 3,5 mm)
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[40]
factori, respectând algoritmul de calcul identificat în literatura de specialitate [I1], [P11], s-a obţinut
modelul matematic matricial, prezentat în relaţia 6.1. În vederea unei ierarhizări a influenței
exercitată de fiecare factor asupra variabilei de răspuns, s-au reprezentat grafic efectele parametrilor
de intrare (figura 6.7).
Fig. 6.7. Reprezentarea grafică a influenţei factorilor de intrare asupra rugozităţii suprafeţei laterale (RaL) la ştanţarea
ferestrelor coliviei. Nivele de variaţie: pentru jocul lateral jL 0,11 mm, 0,14 mm şi 0,18 mm, pentru cursa de ştanţare cs, 5,5
mm, 6,5 mm şi 7,5 mm, iar pentru grosimea coliviei gc 3,5 mm, 4 mm şi 5 mm
Rezultatele obţinute în urma aplicării testului Fisher pentru parametrii de intrare şi
interacţiunile dintre aceştia sunt prezentate în tabelul 6.6.
Tab. 6.6. Analiza dispersiei factorilor și a interacțiunilor pentru modelul parametrului RaL.
Parametrul de intrare/
interacțiunea
Dispersia medie a
factorului
Valoarea calculată cu
criteriul Fisher (Fmax)
FT Semnificaţia
gc 0.01573 63.0184
4.46
S
cs 0.03861 154.621 S
jL 0.20844 834.674 S
gc- cs 0.00034 1.3831 N
gc - jL 0.00289 11.5867 S
cs- jL 0.000624 2.5007 N
Dispersia remanentă 0.00249
0,6363 0,04619 0,01091 0,03527
0,06769 0,00463 0,06305 0,16852 0,04114 0,12738
0,03841 0,02459 0,01383
0,00703 0,00497 0,00205
0,03139 0,01
L g
c j
t
g
Ra A
A A
A
961 0,01177
jA
(6.2)
Din analiza reprezentărilor grafice ale parametrilor de intrare se constată că efectul maxim
asupra rugozității suprafeței laterale RaL îl are jocul jL dintre elementele active, urmat de cursa de
ștanțare cs și grosimea coliviei gc.
Valori mici ale rugozității suprefeței laterale RaL se obțin prin utilizarea unor valori mici ale
jocului dintre elementele active, a unor curse de ștanțare mari și a unor grosimi ale semifabricatului
mici.
6.1.3.1. Dependenţe bidimensionale RaL= f(cs, jL)
Tab.6.7. Funcţiile şi coeficienţii de regresie pentru analiza bidimensională a parametrului de rugozitate RaL, atunci
când grosimea coliviei gc este fixată în punctele planului experimental
Funcţia de regresie R2
gc=3,5 mm 2 20,2359 0,2483 15,5945 1,7666 35,1984 0,2932 L s L s L s LRa c j c j c j 2 0,99R
gc=4 mm 2 20,8055 0,1796 27,9403 0,0108 75,7936 0,2466 L s L s L s LRa c j c j c j 2 0,98R
gc=5 mm 2 22,1584 8,0236 34,639 7,6333 96,1269 0,2951 L s L s L s LRa c j c j c j 2 0,946R
0.4
0.6
0.8
1 2 3
RaL
[μ
m]
Nivelul factoului jL
Efect "jL"
0.4
0.6
0.8
1 2 3
RaL
[μm
]Nivelul factorului cs
Efect "cs"
0.4
0.6
0.8
1 2 3
RaL
[μm
]
Nivelul factorului gc
Efect "gc"
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[41]
6.1.3.2. Dependenţe bidimensionale RaL= f(gc, jL)
Tab.6.8. Funcţiile şi coeficienţii de regresie pentru analiza bidimensională a parametrului de rugozitate RaL, atunci
când cursa de ştanţare cs este fixată în punctele planului experimental
Funcţia de regresie R2
cs=5,5mm 2 25,2433 2,4839 4,3372 0,2846 25,9195 0,9816 L c L c L c LRa g j g j g j 2 0,97R
cs =6,5 mm 2 22,0567 0,3952 20,0744 3,4201 52,9946 0,1478 L c L c L c LRa g j g j g j 2 0,996R
cs =7,5 mm 2 21,3276 0,1339 17,7438 1,2966 52,5013 0,2619 L c L c L c LRa g j g j g j 2 0,97R
6.1.3.3. Dependenţe bidimensionale RaL= f(gc, cs)
Tab.6.9. Funcţiile şi coeficienţii de regresie pentru analiza bidimensională a parametrului de rugozitate RaL, atunci
când jocul jL dintre elementele active este fixat în punctele planului experimental
Funcţia de regresie R2
jL=0,11mm 2 20,9736 0,1655 0,2186 1,5555 1,4166 3,9285 L c s c s c sRa g c g c g c 2 0,936R
jL=0,14mm 2 20,2418 0,8264 0,3756 6,7835 2,919 2,2329 L c s c s c sRa g c g c g c 2 0,991R
jL=0,18mm 2 20,4759 0,3528 0,3259 3,3822 1,9466 4,6428 L c s c s c sRa g c g c g c 2 0,998R
În concluzie putem afirma că cei trei parametri folosiți au o influență importantă asupra
rugozității suprafeței laterale a ferestrei coliviei din tablă metalică. Influența cea mai mare din
analiza tuturor suprafețelor rezultate, pe baza valorilor obținute, o exercită jocul jL dintre elementele
active, urmat de cursa de ştanţare şi grosimea semifabricatului coliviei. Ceea ce înseamnă că pentru
valoarea cea mai mică a jocului jL dintre elementele active vom obține cea mai bună rugozitatea a
suprafeței laterale a ferestrei. Analiza dependenţelor bidimensionale, pe lângă faptul că evidenţiază
ierarhia influenţei parametrilor de intrare asupra stării suprafeţei laterale, evaluată prin parametrul
calitate RaL vine să demonstreze corectitudinea analizei influenţei singulare a celor trei parametri de
intrare prezentată în subcapitolul anterior.
6.2.1. Influența jocului jH dintre elementele active, asupra rugozităţii de la baza
suprafeţelor ferestrelor coliviei, RaB
Analiza datelor experimentale şi evidenţierea dependenţelor parametrului studiat de
parametrul de intrare a presupus prelucrarea statistică a datelor experimentale, obţinerea tipului
modelului matematic ca funcţie de regresie, a coeficienţilor funcţiei model pentru diferitele
combinaţii ale valorilor grosimii coliviei şi a cursei de ştanţare, respectiv analiza comparativă
privind modul de influenţă a jocului jH dintre elementele active asupra parametrului de rugozitate
RaB, în situaţiile cercetate. . În tabelele 6.9, 6.10, 6.11, sunt prezentate modelele matematice
determinate sub forma unor funcţii de tip polinomial şi valorile coeficientului de regresie R2.
Tab. 6.11. Rezultate ale parametrului RaB la ştanţarea ferestrelor cu joc, jH şi gc=3,5 mm
Cursa de ştanţare, cs [mm]
Model matematic R2
cs = 5,5 mm RaB = 171,4jH2 – 186,4jH + 52,11 R2= 0,943
cs = 6,5 mm RaB = 170,7jH2 – 185,7jH +51,84 R2= 0,910
cs = 7,5 mm RaB = 119,5jH2 – 129,3jH + 36,46 R2= 0,892
Tab. 6.12. Rezultate experimentale ale parametrului RaB la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jH şi gc=4 mm
Cursa de ştanţare, cs [mm]
Model matematic R2
cs = 5,5 mm RaB = 155,5 jH2- 170 jH + 47,86 R2= 0,882
cs = 6,5 mm RaB = 133,5 jH 2 -143,5 jH +39,81 R2= 0,879
cs = 7,5 mm RaB = 129,6 jH 2 -138,4 jH +38,25 R2= 0,969
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[42]
Tab. 6.13. Rezultate experimentale ale parametrului RaB la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jH şi gc=5 mm
Cursa de ştanţare, cs [mm]
Model matematic R2
cs = 5,5 mm RaB = 97,52 jH2 - 106,2jH +30,38 R2= 0,941
cs = 6,5 mm RaB = 93,89 jH 2 - 99,8 jH + 27,88 R2= 0,970
cs = 7,5 mm RaB = 152,2 jH 2 -165,2 jH +46,29 R2= 0,944
În concluzie putem afirma faptul că jocul jH dintre elementele active este un parametru de
intrare important ce poate influenţa parametrul de rugozitate RaB. Se va obţine cea mai bună calitate
a suprafeţei ştanţate atunci când toţi cei trei parametrii de intrare vor avea următoarele valori: jocul
jH dintre elementele active 0,54 mm, grosimea semifabricatului coliviei 4 mm şi cursa de ştanţare
6,5 mm.
6.2.2. Modele matriciale de reprezentare a influenţei parametrilor de intrare asupra
rugozităţii de la baza suprafeţelor ferestrelor coliviei, RaB
Utilizând acelaşi model de analiză ca în cazul parametrului analizat în cadrul
subcapitolului 6.1.2 s-a obţinut modelul matematic matricial, prezentat în relaţia 6.4. În vederea
unei ierarhizări a influenței exercitată de fiecare factor asupra variabilei de răspuns, s-au reprezentat
grafic efectele parametrilor de intrare, figura 6.24.
Fig. 6.24. Reprezentarea grafică a influentei factorilor de intrare asupra rugozităţii de la baza suprafeţelor ferestrelor
coliviei, RaB, la ştanţarea ferestrelor coliviei. Nivele de variaţie: pentru jocul jH : 0,51 mm, 0,54 mm şi 0,58 mm, pentru cursa de ştanţare cs, 5,5 mm, 6,5 mm şi 7,5 mm, iar pentru grosimea coliviei gc 3,5 mm, 4 mm şi 5 mm
În vederea stabilirii parametrilor şi interacţiunilor cu efecte semnificative pentru valorile
obținute s-a calculat valoarea criteriului Fisher. Rezultatele obţinute în urma aplicării testului Fisher
pentru parametrii de intrare şi interacţiunile dintre aceştia sunt prezentate în tabelul 6.15.
Tab. 6.15. Analiza dispersiei factorilor și a interacțiunilor pentru parametrul de rugozitate RaB.
Parametrul de intrare/
interacțiunea
Dispersia medie a
factorului
Valoarea calculată
cu criteriul Fisher (Fmax)
FT Semnificaţia
gc 0,02949 9,926
4.46
S
cs 0,07291 24,5395 S
jH 0,16803 56,5516 S
gc- cs 0,00328 0,8281 N
gc - jH 0,00359 0,9083 N
cs- jH 0,01917 4,8410 S
Dispersia remanentă 0.00297
Păstrând doar efectele semnificative identificate în tabelul 6.15. modelul matematic matriceal
a luat următoarea formă:
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1 2 3
RaB
[µm
]
Nivelul factorului jH
Efect jH
1.2
1.4
1.6
1 2 3
RaB
[µ
m]
Nivelul factorului cs
Efect cs
1.2
1.4
1.6
1 2 3
RaB
[µ
m]
Nivelul factorului gc
Efect gc
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[43]
1,46853 0,02652 0,06569 0,03917
0,066 0,10252 0,03652 0,03971 0,15209 0,11238
0,00405 0,06796 0,06365
0,02368 0,0793 0,05561
0,01964
c
s L
s
B g
c j
t
c
Ra A
A A
A
0,01160 0,00803
LjA
(6.4)
Din analiza reprezentărilor grafice ale parametrilor de intrare se constată că efectul maxim
asupra rugozităţii de la baza suprafeţelor ferestrelor coliviei RaB îl are jocul jH dintre elementele
active urmat de cursa de ștanțare cs și grosimea coliviei gc. Un efect mai slab în comparație cu
efectele parametrilor de intrare o are interacțiunea dintre cursa de ștanțare cs și jocul jH dintre
elementele active. Interacțiunea cu efect semnificativ asupra parametrului RaB corespunde factorilor
cu efectul cel mai puternic. În ansamblu efectul interacțiunii se constată că este mult mai slab decât
efectele factorilor luați în considerare. Cu toate că cea mai mare influență o are jocul jH dintre
elementele active, din analiza efectuată asupra efectelor factorilor și a valoarilor calculate cu
criteriul Fisher, se constată că toți cei trei parametri influențează parametrul de rugozitate RaB într-
un punct de minim identificat în intervalul de valori luat în studiu. Analiza efectelor factorilor și a
interacțiunilor din aceștia confirmă cercetările efectuate la subcapitolul anterior.
6.2.3. Modele bidimensionale de reprezentare a influenţei parametrilor de intrare
asupra rugozității suprafeţelor de la baza ferestrelor coliviei RaB
6.2.3.1. Dependenţe bidimensionale RaB= f(cs, jH)
Tab.6.16. Funcţiile şi coeficienţii de regresie pentru analiza bidimensională a parametrului de rugozitate RaB, atunci
când grosimea semifabricatului colivie gc este fixată în punctele planului experimental
Funcţia de regresie R2
gc=3,5 mm 2 254,7567 1,9514 182,6674 0,244 169,6031 0,1851 B s H s H s HRa c j c j c j 2 0,931R
gc=4 mm 2 264,1855 3,1852 194,4487 0,1709 169,7857 1,6975 B s H s H s HRa c j c j c j 2 0,886R
gc=5 mm 2 254,4217 2,4633 181,5474 0,171 164,9206 0,4466 B s H s H s HRa c j c j c j 2 0,841R
6.2.3.2. Dependenţe bidimensionale RaB= f(gc, jH)
Tab.6.17. Funcţiile şi coeficienţii de regresie pentru analiza bidimensională a parametrului de rugozitate RaB, atunci
când cursa de ştanţare cs este fixată în punctele planului experimental
Funcţia de regresie R2
cs=5,5mm 2 233,0693 0,5411 112,2078 9,5555 104,9206 0,4727 B c H c H c HRa g j g j g j 2 0,859R
cs =6,5 mm 2 292,1333 2,8913 313,271 0,2388 282,8174 1,5577 B c H c H c HRa g j g j g j 2 0,983R
cs =7,5 mm 2 277,7006 28,405 184,767 7,1606 164,9206 3,2849 B c H c H c HRa g j g j g j 2 0,899R
6.2.3.3. Dependenţe bidimensionale RaB= f(gc, cs)
Tab.6.18. Funcţiile şi coeficienţii de regresie pentru analiza bidimensională a parametrului de rugozitate RaB, atunci
când jocul jH dintre elementele active este fixat în punctele planului experimental
Funcţia de regresie R2
jH=0,51 mm 2 212,4414 2,6232 1,6729 0,2853 0,1183 2,6857 B c s c s c sRa g c g c g c 2 0,755R
jH=0,54 mm 2 214,6658 1,0405 3,4796 0,1462 0,2724 2,5335 B c s c s c sRa g c g c g c 2 0,979R
jH=0,58 mm 2 27,793 1,4476 1,0281 0,1473 7,0499 3,1785 B c s c s c sRa g c g c g c 2 0,969R
În concluzie putem afirma că cei trei parametri folosiți au o influență importantă asupra
rugozității suprafeței laterale a ferestrei coliviei din tablă metalică. Influența cea mai mare din
analiza tuturor reprezentărilor grafice ale suprafeţelor de răspuns pentru cele trei modelele rezultate
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[44]
şi pe baza valorilor obținute, o are jocul jH dintre elementele active, urmat de cursa de ştanţare cs şi
grosimea semifabricatului coliviei gc. Ceea ce indică faptul că valoarea de 0,54 mm a jocului jH
dintre elementele active va duce la obţinerea unei suprafaţe cu rugozitatea minimă.
6.3. Cercetărilor experimentale privind influenţa parametrilor de intrare asupra
înălţimii bavurii , BÎ
6.3.1. Influența jocului jL dintre elementele active, asupra înălţimii bavurii, BÎ
În urma ștanțării o parte din colivii rezultă cu o bavură neregulată pe marginea ferestrei
ștanțate. Mărimea bavurii este unul dintre parametrii, calitativi, importanți pentru operația de
ștanțare precum și pentru calitatea ferestrelor coliviei. Ca urmare se pune problema măsurării
bavurii şi evaluării influenţii celor trei parametri de intrare în proces. Analiza influenţei jocului
dintre elementele active asupra înălţimii bavurii s-a făcut cu luarea în considerare a celor 25 de
valori măsurate pentru jocul lateral al coliviei ( jL ). Valorile considerate ca date experimentale
pentru parametrul de calitate BÎ, în cazul jocurilor cu aceeaşi valoare, reprezintă media tuturor
valorile măsurate pentru aceeaşi valoare de joc.
Tab. 6.20. Rezultate ale parametrului BÎ la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jL şi gc=3,5 mm
Cursa de ştanţare, cs [mm]
Model matematic R2
cs = 5,5 mm BÎ = 39,46 jL 2 – 8,616 jL + 0,935 R2= 0,987
cs = 6,5 mm BÎ = 31,30 jL 2 – 6,266 jL +0,75 R2= 0,991
cs = 7,5 mm BÎ = 47,03 jL 2 – 10,54 jL + 0,973 R2= 0,986
Tab. 6.21. Rezultate ale parametrului BÎ la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jL şi gc=4 mm
Cursa de ştanţare, cs [mm]
Model matematic R2
cs = 5,5 mm BÎ = -22,47 jL 2+9,709 jL – 0,255 R2= 0,923
cs = 6,5 mm BÎ = -3,393 jL 2 +3,6995 jL – 0,168 R2= 0,966
cs = 7,5 mm BÎ = -32,42 jL 2 + 12,13 jL – 0,467 R2= 0,994
Tab. 6.22. Rezultate ale parametrului BÎ la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jL şi gc=5 mm
Cursa de ştanţare, cs [mm]
Model matematic R2
cs = 5,5 mm BÎ = -31,96 jL2 + 11,69 jL – 0,312 R2= 0,96
cs = 6,5 mm BÎ = -34,54 jL 2 + 12,48 jL – 0,395 R2= 0,977
cs = 7,5 mm BÎ = -10,45 jL 2 + 5,56 jL + 0,029 R2= 0,988
În urma analizei datelor experimentale, a reprezentărilor grafice şi a rezultatelor obţinute mai
sus, reiese valoarea de 7,5 a cursei de ştanţare ca fiind valoare optimă pentru obţinerea unei ferestre
de colivie cu bavura cea mai mică. Din analiza informaţiilor prezentate anterior putem spune că
pentru toate cele trei cazuri analizate cea mai mică valoarea a parametrului studiat s-a obţinut atunci
când grosimea coliviei a avut cea mai mică valoare, adică 3,5 mm.
În concluzie putem afirma că odată cu creşterea jocului jL dintre elementele active şi a
grosimii semifabricatului coliviei valoarea înălţimii bavurii va creşte iar odată cu creşterea cursei de
ştanţare valoarea acesteia va scădea.
6.3.2. Modele matriciale de reprezentare a influenţei parametrilor de intrare asupra
înălţimii bavurii , BÎ
Pentru analiza influenței parametrilor de intrare asupra înălţimea bavurii , BÎ, s-a folosit
planul experimental factorial complet 33.
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[45]
0.48
0.53
0.58
0.63
0.68
1 2 3
Înăl
ţim
ea
Bav
uri
i BÎ …
Nivelul factorului jL
Efect j
0.48
0.53
0.58
0.63
0.68
1 2 3În
ălţi
me
aB
avu
rii B
Î…Nivelul factorului cs
Efect c
0.48
0.58
0.68
1 2 3
Înăl
ţim
ea
Bav
uri
i BÎ…
Nivelul factorului gc
Efect g
Rezultatele experimentale obținute în urma procesului de ștanțare a ferestrelor coliviei sunt
media a două determinări realizate în condiţii identice. Utilizând acelaşi model de analiză ca în
cazul parametrului analizat în cadrul subcapitolului 6.1.2 s-a obţinut modelul matematic matricial,
prezentat în relaţia 6.6. În vederea unei ierarhizări a influenței exercitată de fiecare factor asupra
variabilei de răspuns, s-au reprezentat grafic efectele parametrilor de intrare, figura 6.41.
Fig. 6.41. Reprezentarea grafică a influenţei factorilor de intrare asupra înălţimii bavurii , BÎ, la ştanţarea ferestrelor
coliviei. Nivele de variaţie: pentru jocul jL : 0,11 mm, 0,14 mm şi 0,18 mm, pentru cursa de ştanţare cs, 5,5 mm, 6,5 mm şi
7,5 mm, iar pentru grosimea coliviei gc 3,5 mm, 4 mm şi 5 mm
Rezultatele obţinute în urma aplicării testului Fisher pentru parametrii de intrare şi
interacţiunile dintre aceştia sunt prezentate în tabelul 6.24. Tab. 6.24. Analiza dispersiei factorilor și a interacțiunilor pentru înălţimea bavurii BÎ.
Parametrul de intrare/
interacțiunea
Dispersia medie a
factorului
Valoarea calculată
cu criteriul Fisher (Fmax)
FT Semnificaţia
gc 0,030281 563,862
4.46
S
cs 0,015781 293,862 S
jL 0,08721 1624 S
gc- cs 0,0000255 0,4827 N
gc - jL 0,00034 4,8275 S
cs- jL 0,00016 2,3448 N
Dispersia remanentă 0,0000537
0,6062 0,0651 0,0192 0,0459
0,0392 0,0048 -0,044 0,1074 0,0214 0,0859
0,0070 0,0007 0,0062
0,0014 0,0037 0,0051
0,0085 0,0029 0,0114
c
s L
c
gÎ
c j
t
g
B A
A A
A
LjA
(6.6)
Păstrând doar efectele semnificative identificate în tabelul 6.22. modelul matematic matriceal
a luat următoarea formă din relaţia 6.6.
Din analiza reprezentărilor grafice ale parametrilor de intrare se constată că efectul maxim
asupra înălţimii bavurii BÎ îl are jocul jL dintre elementele active, urmat de grosimea coliviei gc și de
cursa de ștanțare cs.Dintre interacţiunile factorilor de influenţă, efect semnificativ s-a înregistrat
pentru interacţiunea dintre jocul jL dintre elementele active și grosimea coliviei gc, efectul ei fiind
mai slab în comparaţie cu efectele factorilor. Efectul semnificativ al acestei interacţiuni poate fi pus
în legătură cu faptul că în fenomenul procesului de forfecare, jocul dintre elementele active, ca
parametru de proces este dependent de grosimea semifabricatului.
În ansamblu efectele interacțiuniilor se constată că sunt mult mai slabe decât efectele
factorilor luați în considerare. Valori mici ale înălţimii bavurii se obțin prin utilizarea unor valori
mici ale jocului jL dintre elementele active, a unor curse de ștanțare mari și a unor grosimi ale
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[46]
semifabricatului coliviei mici. Analiza efectelor factorilor și a interacțiunilor din aceștia confirmă
cercetările efectuate la subcapitolul anterior.
6.3.3.1. Dependenţe bidimensionale BÎ = f (cs, jL)
Analiza datelor experimentale a oferit posibilitatea obținerii unor forme matematice pentru
relaţia de corespondenţă bidimensională între înălţimea bavurii BÎ, obţinută în urma ştanţării
ferestrelor coliviei şi factorii de intrare cursa de ştanţare cs şi jocul jL dintre elementele active, pentru
fiecare grosime de tablă din programul experimental. În urma analizei datelor obţinute, respectiv
pentru grosimile 3,5 mm, 4 mm şi 5 mm au rezultat suprafeţele prezentate în figurile de mai jos.
Fig.6.43. Suprafaţa de răspuns a
modelului BÎ=f(cs, jL)pentru gc=3,5mm
Fig.6.44. Suprafaţa de răspuns a
modelului BÎ = f(cs, jL) pentru gc=4 mm
Fig.6.45. Suprafaţa de răspuns a
modelului BÎ = f(cs, jL) pentru gc=5 mm
6.3.3.2. Dependenţe bidimensionale BÎ = f (gc, jL)
Dependenţele bidimensionale, ale înălţimii bavuri BÎ pentru ferestrele coliviilor prelucrate
prin ştanţate au presupus fixarea cursei de ştanţare cs la valorile de 5,5 mm, 6,5 mm şi 7,5 mm şi
prelucrarea rezultatelor experimentale în funcţie de ceilalţi doi parametri de intrare, grosimea
coliviei gc respectiv jocul jL dintre elementele active.
Fig.6.46. Suprafaţa de răspuns a modelului BÎ = f (gc, jL) pentru
cs=5.5mm
Fig.6.47. Suprafaţa de răspuns a modelului BÎ = f(gc, jL) pentru cs = 6.5
mm
Fig.6.48. Suprafaţa de răspuns a modelului BÎ = f(gc, jL) pentru cs =7.5
mm
6.3.3.3. Dependenţe bidimensionale BÎ = f (gc, cs)
Dependenţele bidimensionale, ale înălţimii bavurii pentru ferestrele coliviilor prelucrate prin
ştanţate au presupus fixarea jocului jL dintre elementele active la valorile de 0,11 mm, 0,14 mm şi
0,18 mm şi prelucrarea rezultatelor experimentale în funcţie de ceilalţi doi parametri de intrare,gc
respectiv cs.
Fig.6.49. Suprafaţa de răspuns a modelului BÎ = f(gc, cs)pentru
jL=0,11mm
Fig.6.50. Suprafaţa de răspuns a modelului BÎ = f (gc, cs)pentru jL=0,14
mm
Fig.6.51. Suprafaţa de răspuns a modelului BÎ = f(gc, cs) pentru
jL=0,18mm
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[47]
Din analiza suprafeţelor prezentate în figurile 6.49, 6.50, 6.51 putem formula concluzia că
înălţimea bavurii are cea mai mică valoare în cazul ştanţării coliviilor cu joc de 0,11 mm, concluzie
validată şi de coeficientul de regresie al modelului matematic aferent suprafeţei obţinute şi
prezentate în figura 6.49.
În concluzie putem afirma că cei trei parametri folosiți au o influență importantă asupra
înălţimii bavurii ferestrei coliviei din tablă metalică. Influența cea mai mare din analiza tuturor
suprafețelor rezultate, pe baza valorilor obținute, este exercitată de jocul jL dintre elementele active,
urmat de grosimea semifabricatului coliviei gc şi cursa de ştanţare cs. Ceea ce înseamnă că atunci
când jocul jL dintre elementele active şi grosimea coliviei gc vor avea valoarea minimă de 0,11
respectiv 3,5 iar valoarea cursei de ştanţare va fi de 7,5 mm vom obține cea mai mică bavură a
ferestrei coliviei.
6.4. Cercetărilor experimentale privind influenţa parametrilor de intrare asupra
abaterii de la înălţimea ferestrelor coliviei, AHf
6.4.1. Influența jocului dintre elementele active jH, asupra abaterii de la înălţimea
ferestrelor coliviei, AHf
Analiza datelor experimentale şi evidenţierea dependenţelor parametrului studiat faţă de
parametrul de intrare a presupus, prelucrarea statistică a datelor experimentale, obţinerea tipului
modelului matematic ca funcţie de regresie, a coeficienţilor funcţiei model pentru diferitele
combinaţii ale valorilor grosimii coliviei şi a cursei de ştanţare, respectiv analiza comparativă
privind modul de influenţă a parametrului de intrare jH asupra parametrului de rugozitate AHf, în
situaţiile cercetate. În acest sens, în tabelele 6.27, 6.28, 6.29, sunt prezentate modelele matematice
determinate sub forma unor funcţii de tip polinomial şi valorile coeficientului de regresie R2
pentru
dependenţa parametrului de precizie AHf de jocul jH dintre elementele active, pentru cele trei grosimi
de semifabricat..
Tab. 6.29. Rezultate experimentale ale parametrului AHf la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jH şi gc=3,5 mm
Cursa de ştanţare, cs [mm]
Model matematic R2
cs = 5,5 mm AHf = -4,69 jH2 + 6,415jH – 1,939 R2= 0,961
cs = 6,5 mm AHf = 10,35 jH2 – 10,4 jH +2,822 R2= 0,99
cs = 7,5 mm AHf = 5,777 jH2 – 5,538 jH + 1,534 R2= 0,877
Tab. 6.30. Rezultate experimentale ale parametrului AHf la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jH şi gc=4 mm
Cursa de ştanţare, cs [mm]
Model matematic R2
cs = 5,5 mm AHf = -2,077 jH2+ 3,24 jH – 1,03 R2= 0,976
cs = 6,5 mm AHf = 1,647 jH 2 -0,972 jH +0,245 R2= 0,916
cs = 7,5 mm AHf = 24,65 jH 2 -26,15 jH +7,125 R2= 0,97
Tab. 6.31. Rezultate experimentale ale parametrului AHf la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jH şi gc=5 mm
Cursa de ştanţare, cs [mm]
Model matematic R2
cs = 5,5 mm AHf = -11,67 jH2 + 14,13jH -4,134 R2= 0,945
cs = 6,5 mm AHf = 1,637 jH 2 – 0,886 jH + 0,130 R2= 0,936
cs = 7,5 mm AHf = -6,327 jH 2 + 8,120 jH -2,331 R2= 0,957
În concluzie, reiese faptul că odată cu creşterea jocului indiferent de grosimea coliviei
parametrul de precizie, abaterea de la înălţimea ferestrei va înregistra o creştere. Cursa de ştanţare
optimă pentru obţinerea unei ferestre de colivie cu abaterea dimensională cea mai mică este cursa de
ştanţre cu valoarea de 5,5 mm. Putem afirma că jocul jH dintre elementele active este un parametru
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[48]
de intrare important ce poate influenţa abaterea de la înălţimea ferestrei AHf. Se va obţine cea mai
bună calitate şi precizie a înălţimii ferestrei ştanţate atunci când toţi cei trei parametrii de intrare vor
avea următoarele valori simultan: jH = 0,51 mm, gc = 5 mm şi cs = 5,5 mm.
6.4.2. Modele matriciale de reprezentare a influenţei parametrilor de intrare asupra
abaterii de la înălţimea ferestrelor coliviei, AHf
Rezultatele experimentale obținute în urma procesului de ștanțare a ferestrelor coliviei sunt
media a două determinări realizate în condiţii identice. Utilizând acelaşi model de analiză ca în
cazul parametrului analizat în cadrul subcapitolului 6.1.2 s-a obţinut modelul matematic matricial,
prezentat în relaţia 6.8. În vederea unei ierarhizări a influenței exercitată de fiecare factor asupra
variabilei de răspuns, s-au reprezentat grafic efectele parametrilor de intrare (figura 6.58).
Fig. 6.58. Reprezentarea grafică a influenţei factorilor de intrare asupra abaterii de la înălţimea ferestrei coliviei, AHf, la
ştanţarea ferestrelor coliviei. Nivele de variaţie: pentru jocul jH : 0,51 mm, 0,54 mm şi 0,58 mm, pentru cursa de ştanţare
cs, 5,5 mm, 6,5 mm şi 7,5 mm, iar pentru grosimea coliviei gc 3,5 mm, 4 mm şi 5 mm
În vederea stabilirii parametrilor şi interacţiunilor cu efecte semnificative pentru valorile
obținute s-a calculat valoarea criteriului Fisher. Rezultatele obţinute în urma aplicării testului Fisher
pentru parametrii de intrare şi interacţiunile dintre aceştia sunt prezentate în tabelul 6.31.
Tab. 6.33. Analiza dispersiei factorilor și a interacțiunilor pentru AHf .
Parametrul de intrare/
interacțiunea
Dispersia medie a
factorului
Valoarea calculată
cu criteriul Fisher (Fmax)
FT Semnificaţia
gc 0,01035 224,36
4.46
S
cs 0,02416 523,47 S
jH 0,01262 273,50 S
gc- cs 0,00143 31,05 S
gc - jH 0,00014 3,05 N
cs- jH 0,00026 5,84 S
Dispersia remanentă 0,00004617
Păstrând doar efectele semnificative identificate în tabelul 6.33. modelul matematic matriceal
a luat următoarea formă:
0,1873 0,0329 0,0018 -0,0348
0,0572 0,0135 0,0436 0,0424 0,0139 0,0284
0,0063 0,0137 0,02002
0,0088 0,0107 0,0019
0,0024 0,0244
c
s L
c
Hf g
c j
t
g
A A
A A
A
0,0219
0,0114 0,0013 0,0101
0,0065 0,0001 0,0063
0,0049 0,0011 0,0037
s
s L
c
t
c j
A
A A
(6.8)
Din analiza reprezentărilor grafice ale parametrilor de intrare se constată că efectul maxim
asupra înălţimii ferestrelor coliviei AHf o are cursa de ștanțare cs, urmat de jocul dintre elementele
0.10.120.140.160.18
0.20.220.24
1 2 3
AH
f[m
m]
Nivelul factorului jH
Efect jH media
0.10.120.140.160.18
0.20.220.24
1 2 3
AH
f [m
m]
Nivelul factorului cs
Efect cs media
0.10.120.140.160.18
0.20.220.24
1 2 3
AH
f [m
m]
Nivelul factorului gc
Efect gc media
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[49]
active jH și grosimea coliviei gc. Un efect mai slab în comparație cu efectele parametrilor de intrare
o au și interacțiunile dintre grosimea coliviei gc şi cursa de ștanțare cs , şi cea dintre cursa de ștanțare
cs și jocul jH dintre elementele active. Interacțiunile cu efect semnificativ asupra abaterii AHf
corespund factorului cu efectul cel mai puternic. În ansamblu efectele interacțiuniilor se constată că
sunt mult mai slabe decât efectele factorilor luați în considerare. Valori mici ale abaterii de la
înălţimea ferestrei se obțin prin utilizarea unor valori mici ale jocului dintre elementele active, a
unor curse de ștanțare mici și a unor grosimi ale semifabricatului coliviei mari. Analiza efectelor
factorilor și a interacțiunilor din aceștia confirmă cercetările efectuate la subcapitolul anterior.
6.4.3. Modele bidimensionale de reprezentare a influenţei parametrilor de intrare
asupra abaterii de la înălţimea ferestrelor coliviei, AHf
6.4.3.1. Dependenţe bidimensionale AHf= f (cs, jH)
Tab.6.34. Funcţiile şi coeficienţii de regresie pentru analiza bidimensională a parametrului AHf, atunci când grosimea
coliviei gc este fixată în punctele planului experimental
Funcţia de regresie R2
gc=3,5 mm 2 213,6868 0,4164 44,7609 0,0018 38,5515 0,2575 Hf c H c H c HA g j g j g j 2 0,991R
gc=4 mm 2 213,0582 0,3639 42,5601 0,00201 36,833 0,1341 Hf c H c H c HA g j g j g j 2 0,997R
gc=5 mm 2 20,9056 0,4695 3,888 0,0023 6,4166 0,2131 Hf c H c H c HA g j g j g j 2 0,983R
6.4.3.2. Dependenţe bidimensionale AHf= f(gc, jH) Tab.6.35. Funcţiile şi coeficienţii de regresie pentru analiza bidimensională a parametrului AHf, atunci când cursa de
ştanţare cs este fixată în punctele planului experimental
Funcţia de regresie R2
cs=5,5mm 2 26,2844 0,5738 27,0422 0,0044 24,619 0,2674 Hf c H c H c HA g j g j g j 2 0,989R
cs =6,5 mm 26,0649 0,007 23,3158 20,63 Hf c H HA g j j 2 0,997R
cs =7,5 mm 2 25,2926 0,2253 21,2952 0,00089 19,65 0,2432 Hf c H c H c HA g j g j g j 2 0,966R
6.4.3.3. Dependenţe bidimensionale AHf = f (gc, cs) Tab.6.36. Funcţiile şi coeficienţii de regresie pentru analiza bidimensională a parametrului AHf, atunci când jocul jH
dintre elementele active este fixat în punctele planului experimental
Funcţia de regresie R2
jH=0,51 mm 2 20,987 0,1229 0,4075 0,00003 0,003 0,0106 Hf c s c s c sA g c g c g c 2 0,978R
jH=0,54 mm 2 20,0098 0,3249 0,2244 0,0017 0,002 0,002 Hf c s c s c sA g c g c g c 2 0,925R
jH=0,58 mm 2 20,5362 0,3965 0,1393 0,0033 0,001 0,001 Hf c s c s c sA g c g c g c 2 0,896R
Influența cea mai mare din analiza tuturor suprafețelor rezultate, pe baza valorilor obținute,
este exercitată de cursa de ştanţare, urmată de jocul jH dintre elementele active şi grosimea
semifabricatului coliviei. Ceea ce înseamnă că, pentru valoarea de 5,5 mm a cursei de ştanţare, 5
mm pentru grosimea coliviei şi 0,51 mm pentru valoarea jocului jH dintre elementele active vom
obține cea mai mică abatere dimensională de la înălţimea ferestrei.
6.5. Cercetărilor experimentale privind influenţa parametrilor de intrare asupra
abaterii de la lăţimea ferestrelor coliviei, AWf
6.5.1. Influența jocului jL dintre elementele active, asupra abaterii de la lăţimea
ferestrelor coliviei, AWf
Analiza influenţei jocului dintre elementele active asupra abaterii de la lăţimea ferestrelor
coliviei s-a făcut cu luarea în considerare a celor 25 de valori măsurate pentru jocul pe lăţimea
coliviei (jL). Datele experimentale pentru parametrul de calitate şi precizie AWf, în cazul jocurilor cu
aceeaşi valoare, reprezintă media tuturor valorilor măsurate pentru aceeaşi valoare de joc. Abaterea
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[50]
lăţimii ferestrelor coliviei de la valoarea determinată prin intermediul algoritmului matematic
prezentat în capitoul subcapitolul 3.2 a fost obţinută prin diferenţa dintre valoarea măsurată, pentru
fiecare fereastră de colivie în parte, şi valoarea determinată teoretic.
Analiza datelor experimentale şi evidenţierea dependenţelor abaterii de la lăţimea ferestrei
faţă de jocul jL dintre elementele active a presupus, ca şi în cazul celorlalţi parametri analizaţi,
prelucrarea statistică a datelor experimentale, obţinerea tipului modelului matematic ca funcţie de
regresie, a coeficienţilor funcţiei model pentru diferitele combinaţii ale valorilor grosimii coliviei şi
a cursei de ştanţare, respectiv analiza comparativă privind modul de influenţă a parametrului de
intrare jL asupra abaterii de la lăţimea ferestrelor coliviei AWf, în situaţiile cercetate.
În acest sens, în tabelele 6.36, 6.37, 6.38, sunt prezentate modelele matematice determinate
sub forma unor funcţii de tip polinomial şi valorile coeficientului de regresie R2.
Tab. 6.38. Rezultate experimentale ale parametrului AWf la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jL şi gc=3,5 mm
Cursa de ştanţare, cs [mm]
Model matematic R2
cs = 5,5 mm AWf =2,965 jL2 – 0,613 jL + 0,093 R2= 0,900
cs = 6,5 mm AWf = 3,3 jL2 – 0,72 jL + 0,108 R2= 0,908
cs = 7,5 mm AWf = 1,469 jL2 – 0,16 jL + 0,069 R2= 0,933
Tab. 6.39. Rezultate experimentale ale parametrului AWf la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jL şi gc=4 mm
Cursa de ştanţare, cs [mm]
Model matematic R2
cs = 5,5 mm AWf = –1,745 jL2 + 0,671 jL + 0,003 R2= 0,908
cs = 6,5 mm AWf = –1,459 jL2 + 0,567 jL + 0,018 R2= 0,898
cs = 7,5 mm AWf = –1,663 jL2 + 0,66 jL + 0,011 R2= 0,982
Tab. 6.40. Rezultate experimentale ale parametrului AWf la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jL şi gc=5 mm
Cursa de ştanţare, cs [mm]
Model matematic R2
cs = 5,5 mm AWf = 0,936 jL2 – 0,096 jL + 0,052 R2= 0,883
cs = 6,5 mm AWf = 2,913 jL2 – 0,655 jL + 0,096 R2= 0,922
cs = 7,5 mm AWf = 2,141 jL2 – 0,416 jL + 0,081 R2= 0,861
În concluzie, putem afirma că odată cu creşterea jocului jL dintre elementele active,
indiferent de grosimea coliviei, abaterea de la lăţimea ferestrei va creşte, iar valoarea de 5,5 mm a
cursei de ştanţare poate fi considerată drept valoarea optimă pentru obţinerea unei lăţimi a ferestrei
de colivie cu abaterea dimensională minimă. Se va obţine cea mai bună calitate şi precizie a lăţimii
ferestrei ştanţate atunci când toţi cei trei parametrii de intrare vor avea următoarele valori: jL = 0,11
mm, gc = 5 mm şi cs = 5,5 mm.
6.5.2. Modele matriciale de reprezentare a influenţei parametrilor de intrare asupra
abaterii de la lăţimea ferestrelor coliviei, AWf
Rezultatele experimentale obținute în urma procesului de ștanțare a ferestrelor coliviei,
prezentate în tabelul 6. 41 sunt media a două determinări realizate în condiţii identice. Utilizând
acelaşi model de analiză ca în cazul parametrilor analizaţi în cadrul subcapitolelor anterioare s-a
obţinut modelul matematic matricial, prezentat în relaţia 6.10. În vederea unei ierarhizării influenței
exercitată de fiecare factor asupra variabilei de răspuns, s-au reprezentat grafic efectele parametrilor
de intrare (figura 6.75).
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[51]
Fig. 6.75. Reprezentarea grafică a factorilor de intrare asupra abaterii de la lăţimea ferestrei coliviei, AWf, la ştanţarea
ferestrelor coliviei. Nivele de variaţie: pentru jocul jL : 0,11 mm, 0,14 mm şi 0,18 mm, pentru cursa de ştanţare cs, 5,5 mm, 6,5 mm şi 7,5 mm, iar pentru grosimea coliviei gc 3,5 mm, 4 mm şi 5 mm
În vederea stabilirii parametrilor şi interacţiunilor cu efecte semnificative pentru valorile
obținute s-a calculat valoarea criteriului Fisher. Rezultatele obţinute în urma aplicării testului Fisher
pentru parametrii de intrare şi interacţiunile dintre aceştia sunt prezentate în tabelul 6.42.
Tab. 6.42. Analiza dispersiei factorilor și a interacțiunilor pentru AWf.
Parametrul de intrare/
interacțiunea
Dispersia medie a
factorului
Valoarea calculată
cu criteriul FisWer (Fmax)
FT Semnificaţia
gc 0,00026 387,73
4.46
S
cs 0,00019 278,38 S
jL 0,00046 668,31 S
gc- cs 0,00000074 1,0766 N
gc - jL 0,000011 16,8023 S
cs- jL 0,0000075 1,0912 N
Dispersia remanentă 0,00000069
Păstrând doar efectele semnificative identificate în tabelul 6.42. modelul matematic matriceal
din relația 6.9. a luat următoarea formă:
0,0687 0,0059 0,0010 0,0048
0,0051 0,0013 0,0037 0,0070 0,0002 0,0072
0,001 0,00075 0,0018
0,00026 0,0018 0,0021
0,0008 0,001
c
s L
c
Wf g
c j
t
g
A A
A A
A
1 0,00034
LjA
(6.10)
Din analiza reprezentărilor grafice ale parametrilor de intrare se constată că efectul maxim
asupra lăţimii ferestrelor coliviei AWf îl exercită jocul jL dintre elementele active urmat de grosimea
coliviei gc şi cursa de ștanțare cs. Un efect mai slab în comparație cu efectele parametrilor de intrare
o are interacțiunea dintre grosimea coliviei gc şi jocul jL dintre elementele active. Interacțiunea cu
efect semnificativ asupra abaterii de la ănălţimea ferestrei AWf corespunde factorilor cu efectul cel
mai puternic. În ansamblu efectele interacțiuniilor se constată că sunt mult mai slabe decât efectele
factorilor luați în considerare.
Valori minime ale abaterii de la lăţimea ferestrelor coliviei se obțin prin utilizarea unor valori
mici ale jocului jL dintre elementele active şi a cursei de ștanțare și a unor grosimi ale
0.06
0.065
0.07
0.075
0.08
1 2 3
AW
f[m
m]
Nivelul factorului jL
Efect jL Media
0.06
0.065
0.07
0.075
0.08
1 2 3
AW
f[m
m]
Nivelul factorului cs
Efect cs Media
0.06
0.07
0.08
1 2 3
AW
f[m
m]
Nivelul factorului gc
Efect gc
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[52]
semifabricatului coliviei mari. Analiza efectelor factorilor și a interacțiunilor din aceștia confirmă
cercetările efectuate la subcapitolul anterior.
6.5.3. Modele bidimensionale de reprezentare a influenţei parametrilor de intrare
asupra abaterii de la lăţimea ferestrelor coliviei, AWf
6.5.3.1. Dependenţe bidimensionale AWf= f (cs, jL) Tab.6.43. Funcţiile şi coeficienţii de regresie pentru analiza bidimensională a parametrului AWf, atunci când grosimea
semifabricatului coliviei gc este fixată în punctele planului experimental
Funcţia de regresie R2
gc=3,5 mm 2 20,054 0,0275 0,1121 0,0018 0,238 0,01 Wf c L c L c LA g j g j g j 2 0,997R
gc=4 mm 2 20,1655 0,043 0,9764 0,0029 2,77 0,0001 Wf c L c L c LA g j g j g j 2 0,996R
gc=5 mm 2 20,027 0,021 0,099 0,0013 0,924 0,0044 Wf c L c L c LA g j g j g j 2 0,993R
6.5.3.2. Dependenţe bidimensionale AWf= f (gc, jL) Tab.6.44. Funcţiile şi coeficienţii de regresie pentru analiza bidimensională a parametrului AWf, atunci când cursa de
ştanţare cs este fixată în punctele planului experimental
Funcţia de regresie R2
cs=5,5mm 2 20,1589 0,0663 0,6055 0,0073 1,043 0,0237 Wf c L c L c LA g j g j g j 2 0,98R
cs =6,5 mm 2 20,1589 0,0564 0,404 0,0053 0,89 0,0198 Wf c L c L c LA g j g j g j 2 0,937R
cs =7,5 mm 2 20,1844 0,0758 0,6694 0,0083 1,124 0,0188 Wf c L c L c LA g j g j g j 2 0,974R
6.5.3.3. Dependenţe bidimensionale AWf = f (gc, cs) Tab.6.45. Funcţiile şi coeficienţii de regresie pentru analiza bidimensională a parametrului AWf, atunci când jocul jL
dintre elementele active este fixat în punctele planului experimental
Funcţia de regresie R2
jL=0,11 mm 2 20,0381 0,0524 0,0407 0,0053 0,0028 0,00015 Wf c s c s c sA g c g c g c 2 0,996R
jL=0,14 mm 2 20,0361 0,0399 0,0352 0,0019 0,0029 0,0022 Wf c s c s c sA g c g c g c 2 0,923R
jL=0,18 mm 2 20,2349 0,1251 0,032 0,0137 0,0021 0,000021 Wf c s c s c sA g c g c g c 2 0,99R
În concluzie putem afirma că cei trei parametri folosiți au o influență importantă asupra
abaterii de la lăţimea ferestrei AWf. Influența majoră, din analiza tuturor suprafețelor de răspuns, o
are jocul jL dintre elementele active urmat de grosimea semifabricatului coliviei şi cursa de ştanţare.
Ceea ce înseamnă că pentru valorile de 0,11 mm a jocului jL dintre elementele active, 5 mm pentru
grosimea coliviei şi 5,5 mm pentru cursa de ştanţare, vom obține abatere minimă de la lăţimea
ferestrei. Analiza dependenţelor bidimensionale, pe lângă faptul că evidenţiază ierarhia influenţei
parametrilor de intrare asupra preciziei ferestrei ştanţate, evaluată prin parametrul AWf vine să
demonstreze corectitudinea analizei influenţei singulare a celor trei parametri de intrare prezentată
în subcapitolul anterior.
6.6. Cercetărilor experimentale privind influenţa parametrilor de intrare asupra
abaterii de la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei, ADpr
6.6.1. Influența jocului jL dintre elementele active, asupra abaterii de la distanţa dintre
pragurile de reţinere a rolei, ADpr
Analiza datelor experimentale şi evidenţierea dependenţelor abaterii de la distanţa dintre
pragurile de reţinere a rolei faţă de jocul jL dintre elemente active, a presupus prelucrarea statistică a
datelor experimentale, obţinerea tipului modelului matematic ca funcţie de regresie, a coeficienţilor
funcţiei model pentru diferitele combinaţii ale valorilor grosimii coliviei şi a cursei de ştanţare,
respectiv analiza comparativă privind modul de influenţă a jocului jL dintre elemente active asupra
abaterii de la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei ADpr. În acest sensîn tabelele 6.45, 6.46,
6.47, sunt prezentate modelele matematice determinate sub forma unor funcţii de tip polinomial şi
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[53]
valorile coeficientului de regresie R2.
Tab. 6.47. Rezultate ale parametrului ADpr la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jL şi gc=3,5 mm
Cursa de ştanţare, cs [mm]
Model matematic R2
cs = 5,5 mm ADpr =–1,387 jL2 + 0,614 jL + 0,033 R2= 0,979
cs = 6,5 mm ADpr = 0,274 jL2 + 0,176 jL + 0,069 R2= 0,955
cs = 7,5 mm ADpr = 0,64 jL2 + 0,053 jL + 0,079 R2= 0,951
Tab. 6.48. Rezultate experimentale ale parametrului ADpr la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jL şi gc=4 mm
Cursa de ştanţare, cs [mm]
Model matematic R2
cs = 5,5 mm ADpr = –3,821 jL2 + 1,273 jL – 0,013 R2= 0,900
cs = 6,5 mm ADpr = –2,094 jL2 + 0,781 jL + 0,026 R2= 0,913
cs = 7,5 mm ADpr = –3,82 jL2 + 1,261 jL – 0,004 R2= 0,912
Tab. 6.49. Rezultate experimentale ale parametrului ADpr la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jL şi gc=5 mm
Cursa de ştanţare, cs [mm]
Model matematic R2
cs = 5,5 mm ADpr = –2,336 jL2 + 0,966 jL – 0,007 R2= 0,959
cs = 6,5 mm ADpr = –0,836 jL2 + 0,463 jL + 0,042 R2= 0,853
cs = 7,5 mm ADpr = 0,961 jL2 – 0,072 jL + 0,082 R2= 0,909
Putem afirma că, odată cu creşterea jocului jL dintre elementele active indiferent de grosimea
semifabricatului coliviei, abaterea de la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei va creşte, iar
cursa de ştanţare optimă pentru obţinerea unei ferestre de colivie cu abaterea dimensională minimă
este cea cu valoarea de 5,5 mm. Analizând pe ansamblu influenţele parametrilor de intrarea asupra
abateri de la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei putem spune că pentru a obţine o valoare cât
mai apropiată de cea teoretică este necesar să se utilizeze colivii cu grosimea de 5 mm. În concluzie
putem jocul jL dintre elementele active este un parametru de intrare important ce poate influenţa
abaterea de la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei ADpr . Se va obţine abaterea de la distanţa
dintre pragurile de reţinere a rolei cu valoarea minimă atunci când toţi cei trei parametrii de intrare
vor avea următoarele valori: jL = 0,11 mm, gc = 5 mm şi cs = 5,5 mm.
6.6.2. Modele matriciale de reprezentare a influenţei parametrilor de intrare asupra
abaterii de la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei, ADpr
Utilizând acelaşi model de analiză ca în cazul parametrilor analizaţi în cadrul subcapitolelor
anterioare s-a obţinut modelul matematic matricial, prezentat în relaţia 6.12. În vederea unei
Fig. 6.92. Reprezentarea grafică a influenţei factorilor de intrare asupra abaterii de la distanţa dintre pragurile de
reţinere a rolei, ADpr, la ştanţarea ferestrelor coliviei. Nivele de variaţie: pentru jocul jL : 0,11 mm, 0,14 mm şi 0,18 mm, pentru cursa de ştanţare cs, 5,5 mm, 6,5 mm şi 7,5 mm, iar pentru grosimea coliviei gc 3,5 mm, 4 mm şi 5 mm
0.080
0.085
0.090
0.095
0.100
1 2 3
AD
pr
[mm
]
Nivelul factorului jL
Efect jLMedia
0.080
0.085
0.090
0.095
0.100
1 2 3
AD
pr
[mm
]
Nivelul factorului cs
Efect cs Media
0.080
0.085
0.090
0.095
0.100
1 2 3
AD
pr
]mm
]
Nivelul factorului gc
Efect gc Media
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[54]
ierarhizării a influenței exercitată de fiecare factor asupra abaterii de la distanţa dintre pragurile de
reţinere a rolei, s-au reprezentat grafic efectele parametrilor de intrare, (figura 6.92).
Rezultatele obţinute în urma aplicării testului Fisher pentru parametrii de intrare şi
interacţiunile dintre aceştia sunt prezentate în tabelul 6.51.
Tab. 6.51. Analiza dispersiei factorilor și a interacțiunilor pentru abaterea de la
distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei ADpr.
Parametrul de intrare/
interacțiunea
Dispersia medie a
factorului
Valoarea calculată
cu criteriul FisWer (Fmax)
FT Semnificaţia
gc 0,000224 107,65
4.46
S
cs 0,000229 109,68 S
jL 0,00045 215,57 S
gc- cs 0,0000023 1,104 N
gc - jL 0,000013 6,281 S
cs- jL 0,0000016 0,797 N
Dispersia remanentă 0,000002089
Păstrând doar efectele semnificative identificate în tabelul 6.51. modelul matematic matriceal
din relația 6.11. a luat următoarea formă:
0,0927 0,0052 0,0004 0,0047
0,0057 0,0023 0,0034 0,0071 0,00023 0, 0069
0,000004 0,0014 0,0014
0,0003 0,0022 0,0025
0,00031 0,
c
s L
c
Dpr g
c j
t
g
A A
A A
A
00077 0,001
LjA
(6.12)
Din analiza reprezentărilor grafice ale parametrilor de intrare se constată că efectul maxim
asupra abaterii de la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei îl are jocul jL dintre elementele
active urmat de cursa de ștanțare cs şi de grosimea coliviei gc. Un efect mai slab în comparație cu
efectele parametrilor de intrare o are interacțiunea dintre grosimea coliviei gc şi jocul dintre
elementele active jL. Interacțiunea cu efect semnificativ asupra parametrului ADpr corespunde
factorului cu efectul cel mai puternic. În ansamblu efectele interacțiuniilor se constată că sunt mult
mai slabe decât efectele factorilor luați în considerare. Valori minime ale abaterii de la distanţa
dintre pragurile de reţinere a rolei se obțin prin utilizarea unor valori mici ale jocului dintre
elementele active şi a curselor de ștanțare și a unor grosimi ale semifabricatului coliviei mari.
6.6.3. Modele bidimensionale de reprezentare a influenţei parametrilor de intrare
asupra abaterii de la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei, ADpr
6.6.3.1. Dependenţe bidimensionale ADpr= f (cs, jL)
Tab.6.52. Funcţiile şi coeficienţii de regresie pentru analiza bidimensională a parametrului ADpr, atunci când grosimea
coliviei gc este fixată în punctele planului experimental
Funcţia de regresie R2
gc=3,5 mm 2 20,0806 0,0474 0,0478 0,0034 0,571 0,0161 Dpr c L c L c LA g j g j g j 2 0,984R
gc=4 mm 2 20,1649 0,045 1,2624 0,0031 3,74 0,0024 Dpr c L c L c LA g j g j g j 2 0,99R
gc=5 mm 2 20,1917 0,0637 0,5777 0,0039 0,2579 0,0432 Dpr c L c L c LA g j g j g j 2 0,991R
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[55]
6.6.3.2. Dependenţe bidimensionale ADpr= f (gc, jL)
Tab.6.53. Funcţiile şi coeficienţii de regresie pentru analiza bidimensională a parametrului ADpr, atunci când cursa
de ştanţare cs este fixată în punctele planului experimental
Funcţia de regresie R2
cs=5,5mm 2 20,1324 0,0418 0,6056 0,0022 2,242 0,0622 Dpr c L c L c LA g j g j g j 2 0,982R
cs =6,5 mm 2 20,177 0,0601 0,5845 0,0065 1,0433 0,0167 Dpr c L c L c LA g j g j g j 2 0,936R
cs =7,5 mm 2 20,1795 0,0589 0,5274 0,0062 1,0683 0,0025 Dpr c L c L c LA g j g j g j 2 0,937R
6.6.3.3. Dependenţe bidimensionale ADpr = f (gc, cs)
Tab.6.54. Funcţiile şi coeficienţii de regresie pentru analiza bidimensională a parametrului ADpr, atunci
când jocul jL dintre elementele active este fixat în punctele planului experimental
Funcţia de regresie R2
jL=0,11 mm 2 20,0419 0,0544 0,0481 0,0038 0,00401 0,0022 Dpr c s c s c sA g c g c g c 2 0,986R
jL=0,14 mm 2 20,0101 0,0575 1,2772 0,6001 6,6236 2,3360 Dpr c s c s c sA g c g c g c 2 0,838R
jL=0,18 mm 2 20,1257 1,2598 1,5843 3,0022 5,2329 0,498 Dpr c s c s c sA g c g c g c 2 0,99R
În concluzie putem afirma influența cea mai mare din analiza tuturor suprafețelor rezultate, o
are jocul jL dintre elementele active urmat de cursa de ştanţare şi de grosimea semifabricatului
coliviei. Înseamnă că pentru jocul jL dintre elementele active cu valoarea de 0,11 mm, valoarea de
5,5 mm pentru cursa de ştanţare, şi valoarea de 5 mm pentru grosimea coliviei vom obține abatere
minimă de la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei.
6.7. Cercetărilor experimentale privind influenţa parametrilor de intrare asupra
abaterii de la lungimea pragului de reţinere a rolei, ALpr
6.7.1. Influența jocului jH dintre elementele active, asupra abaterii de la lungimea
pragului de reţinere a rolei, ALpr
Modelele matematice rezultate în urma analizei datelor experimentale, care prezintă
coeficientul de determinaţie multiplă cu valoarea cea mai mare, sunt funcţiile polinomiale. Acestea
sunt prezentate în tabelele 6.56, 6.57 şi 6.58 indică faptul că variaţia abaterii de la lungimea pragului
de reţinere a rolei ALpr este descrisă de modelele obţinute pentru dependenţa ALpr = f(jH). Afirmaţia
anterioară are la bază valorile coeficienţilor de determinaţie multiplă R2, pentru cele trei valori ale
curselor de ştanţare.
Tab. 6.56. Rezultate experimentale ale parametrului ALpr la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jH şi gc=3,5 mm
Cursa de ştanţare, cs [mm]
Model matematic R2
cs = 5,5 mm ALpr = 2,471 jH2 – 2,43 jH + 0,756 R2= 0,929
cs = 6,5 mm ALpr = 1,656 jH2 – 1,466 jH + 0,477 R2= 0,908
cs = 7,5 mm ALpr = 1,839 jH2 – 1,684 jH + 0,545 R2= 0,911
Tab. 6.57. Rezultate experimentale ale parametrului ALpr la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jH şi gc=4 mm
Cursa de ştanţare, cs [mm]
Model matematic R2
cs = 5,5 mm ALpr = –2,309 jH2 + 2,713 jH – 0,629 R2= 0,872
cs = 6,5 mm ALpr = –3,229 jH2 + 0,378 jH – 0,875 R2= 0,953
cs = 7,5 mm ALpr = –1,889 jH2 + 2,238 jH – 0,486 R2= 0,976
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[56]
Tab. 6.58. Rezultate experimentale ale parametrului ALpr la ştanţarea ferestrelor coliviei cu joc, jH şi gc=5 mm
Cursa de ştanţare, cs [mm]
Model matematic R2
cs = 5,5 mm ALpr = 2,224 jH2 – 2,199 jH + 0,694 R2= 0,894
cs = 6,5 mm ALpr = 0,604 jH2 – 0,441 jH + 0,225 R2= 0,936
cs = 7,5 mm ALpr = 2,138 jH2 – 2,126 jH + 0,689 R2= 0,916
Din analiza datelor obţinute putem spune că odată cu creşterea jocului jH dintre elementele
active indiferent de grosimea coliviei abaterea de la lungimea pragului de reţinere a rolei va creşte,
iar cursa de ştanţare optimă pentru obţinerea unei ferestre de colivie cu abaterea dimensională
minimă este cea cu valoarea de 5,5 mm. În concluzie putem afirma faptul că jocul jH dintre
elementele active este un parametru de intrare important ce poate influenţa abaterea de la lungimea
pragului de reţinere a rolei, ALpr. Se va obţine abaterea minimă de la lungimea pragului de reţinere a
rolei atunci când toţi cei trei parametrii de intrare vor avea următoarele valori: jH = 0,51 mm, gc = 5
mm şi cs = 5,5 mm.
6.7.2. Modele matriciale de reprezentare a influenţei parametrilor de intrare asupra
abaterii de la lungimea pragului de reţinere a rolei, ALpr
Rezultatele experimentale obținute în urma procesului de ștanțare a ferestrelor coliviei sunt
media a două determinări realizate în condiţii identice de experimenare. Utilizând acelaşi model de
analiză s-a obţinut modelul matematic matricial, prezentat în relaţia 6.14. În vederea ierarhizări
influenței exercitată de fiecare factor asupra abaterii de la lungimea pragului de reţinere a rolei, s-au
reprezentat grafic efectele parametrilor de intrare, (figura 6.109). Rezultatele obţinute în urma
aplicării testului Fisher pentru parametrii de intrare şi interacţiunile dintre aceştia sunt prezentate în
tabelul 6.60.
Fig. 6.109. Reprezentarea grafică a influenţei factorilor de intrare asupra abaterii de la lungimea pragului de reţinere a
rolei ALpr, la ştanţarea ferestrelor coliviei. Nivele de variaţie: pentru jocul jH : 0,51 mm, 0,54 mm şi 0,58 mm, pentru cursa de ştanţare cs, 5,5 mm, 6,5 mm şi 7,5 mm, iar pentru grosimea coliviei gc 3,5 mm, 4 mm şi 5 mm
Tab. 6.60. Analiza dispersiei factorilor și a interacțiunilor pentru abaterea de la lungimea pragului de reţinere a rolei ALpr.
Parametrul de intrare/
interacțiunea
Dispersia medie a
factorului
Valoarea calculată
cu criteriul FisWer (Fmax)
FT Semnificaţia
gc 0,00017 175,46
4.46
S
cs 0,00018 183,66 S
jH 0,00050 504,19 S
gc- cs 0,0000024 2,44 N
gc - jH 0,0000203 20,31 S
cs- jH 0,0000008 0,88 N
Dispersia remanentă 0,000001002
0.155
0.16
0.165
0.17
0.175
1 2 3
ALp
r[m
m]
Nivelul factorului jH
Efect jH
0.155
0.16
0.165
0.17
0.175
1 2 3
ALp
r [m
m]
Nivelul factorului cs
Efect cs Media
0.155
0.16
0.165
0.17
0.175
1 2 3
ALp
r [m
m]
Nivelul factorului gc
Efect gc Media
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[57]
Păstrând doar efectele semnificative identificate în tabelul 6.60. modelul matematic matriceal
din relația 6.13. a luat următoarea formă:
0,16744 0,0046 0,0004 0,0041
0,0050 0,0012 0,0037 0,0076 0,00028 0, 0073
0,00219 0,00031 0,0025
0,00047 0,00198 0,00247
0,00171 0
c
s L
c
Lpr g
c j
t
g
A A
A A
A
,00168 0,00003
LjA
(6.14)
Din analiza reprezentărilor grafice ale parametrilor de intrare se constată că efectul maxim
asupra abaterii de la lungimea pragului de reţinere a rolei ALpr îl are jocul dintre elementele active jH
urmat de cursa de ștanțare cs, și grosimea coliviei gc. Un efect mai slab în comparație cu efectele
parametrilor de intrare o are interacțiunea dintre grosimea coliviei gc şi jocul dintre elementele
active jH. În ansamblu efectele interacțiuniilor se constată că sunt mult mai slabe decât efectele
factorilor luați în considerare. Din figura 6.109 s-a constatat că se pot obţine abateri minime de la
lungimea pragului de reţinere a rolei prin utilizarea unor valori mici pentru jocul jH dintre
elementele active şi cursa de ștanțare și a unor grosimi ale semifabricatului coliviei mari.
6.7.3. Modele bidimensionale de reprezentare a influenţei parametrilor de intrare
asupra abaterii de la lungimea pragului de reţinere a rolei ferestrelor coliviei, ALpr
6.7.3.1. Dependenţe bidimensionale ALpr= f (cs, jH)
Tab.6.61. Funcţiile şi coeficienţii de regresie pentru analiza bidimensională a parametrului ALpr, atunci când grosimea
coliviei gc este fixată în punctele planului experimental
Funcţia de regresie R2
gc=3,5 mm 2 20,2058 0,00638 1,2486 0,000033 1,2261 0,029 Lpr c H c H c HA g j g j g j 2 0,994R
gc=4 mm 2 20,7297 0,05113 2,4908 0,00341 2,1547 0,00128 Lpr c H c H c HA g j g j g j 2 0,994R
gc=5 mm 2 20,7481 0,0136 3,2907 0,00208 2,8134 0,01263 Lpr c H c H c HA g j g j g j 2 0,998R
6.7.3.2. Dependenţe bidimensionale ALpr= f (gc, jH)
Tab.6.62. Funcţiile şi coeficienţii de regresie pentru analiza bidimensională a parametrului ALpr, atunci când cursa de
ştanţare cs este fixată în punctele planului experimental
Funcţia de regresie R2
cs=5,5mm 2 20,07381 0,0455 1,0656 0,0059 0,6984 0,02322 Lpr c H c H c LA g j g j g j 2 0,961R
cs =6,5 mm 2 20,5816 0,01362 2,6881 0,0038 2,0952 0,04515 Lpr c H c H c LA g j g j g j 2 0,942R
cs =7,5 mm 2 20,3173 0,0061 1,5728 0,0033 0,9642 0,07287 Lpr c H c H c LA g j g j g j 2 0,958R
6.7.3.3. Dependenţe bidimensionale ALpr = f (gc, cs) Tab.6.63. Funcţiile şi coeficienţii de regresie pentru analiza bidimensională a parametrului ALpr, atunci când jocul jH
dintre elementele active este fixat în punctele planului experimental
Funcţia de regresie R2
jH=0,51 mm 2 20,2185 0,2922 0,2133 0,2379 1,0322 1,4956 Lpr c s c s c sA g c g c g c 2 0,97R
jH=0,54 mm 2 20,0451 0,0012 0,0039 0,0011 0,0028 0,0006 Lpr c s c s c sA g c g c g c 2 0,998R
jH=0,58 mm 2 20,3417 0,1156 0,0232 0,0126 0,0014 0,00009 Lpr c s c s c sA g c g c g c 2 0,994R
În concluzie putem afirma că cei trei parametri influențează abaterea dimensională de la
lungimea pragului de reţinere a rolei ALpr. Influența cea mai mare din analiza tuturor suprafețelor
rezultate, pe baza valorilor obținute, îl are jocul jH dintre elementele active urmat de cursa de
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[58]
ştanţare cs şi grosimea semifabricatului coliviei gc. Ceea ce înseamnă că pentru valorile de 5,5 mm
pentru cursa de ştanţare, 5 mm pentru grosimea coliviei şi 0,51 mm pentru valoarea jocului jH dintre
elementele active vom obține abatere minimă de la lungimea pragului de reţinere a rolei.
6.8. Concluzii
În cadrul acestui capitol s-au prezentat cercetările experimentale în vederea stabilirii unor
relaţii de corespondenţă între parametrii de intrare, din cadrul procesului de ştanţare, şi parametrii
de ieşire caracteristici calităţii şi preciziei coliviilor din tablă metalică, şi anume: rugozitatea
suprafeţei laterale (RaL), rugozitatea suprafeţei la baza ferestrei coliviei (RaB), înălţimea bavurii (BÎ
), abaterea de la înălţimea ferestrei coliviei ( AHf ), abaterea de la lăţimea ferestrei (AWf), abaterea de
la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei ( ADpr ), abaterea de la lungimea pragului de reţinere a
rolei ( ALpr).
Pentru descrierea infleunţei jocului dintre elementele active jL sau jH, a cursei de ştanţare cs şi
a grosimii coliviei gc, asupra celor şapte parametri de ieşire au fost stabilite funcţii de dependenţă
unidimensionale şi bidimensionale, sub forme matematice complexe, de tip polinomial şi funcţii
combinate liniar de tip raţionale în determinatele gc şi jL, gc şi jH, cs şi jL, cs şi jH, gc şi cs.
Cercetările efectuate privind influenţele parametrilor independenţi grosimea semifabricatului
coliviei gc, jocul lateral jL dintre elementele active, jocul pe înălţimea coliviei jH dintre elementele
active, şi cursa de ştanţare cs asupra parametrilor de ieşire s-au finalizat cu obţinerea unor modele
matematice matriciale, de diagrame de diferite tipuri şi de funcţii de regresie din care putem formula
concluziile următoare:
rugozitatea suprafeţei laterale RaL va avea valoarea minimă atunci când valorile jocului jL
dintre elementele active şi a grosimii semifabricatului coliviei vor fi minime iar valoare
cursei de ştanţare va fi maximă;
influența majoră asupra parametrului de rugozitate RaL este exercitată de jocul jL dintre
elementele active, urmat de cursa de ștanțare cs și grosimea semifabricatului coliviei gc;
se obţine valoare minimă a rugozităţii suprafeţei de la baza ferestrei RaBmin= 1,043 µm
atunci când jocul jH dintre elementele active are valoarea de 0,54 mm, cursa de ștanțare
are valoarea de 6,5 mm iar grosimea semifabricatului coliviei are valoarea de 4 mm.
influența majoră asupra parametrului de rugozitate RaB este exercitată de jocul jH dintre
elementele active, urmat de cursa de ștanțare cs și grosimea semifabricatului coliviei gc;
înălţimea bavurii BÎ va avea valoarea minimă atunci când valorile jocului jL dintre
elementele active şi grosimea semifabricatului coliviei vor fi minime iar valoarea cursei
de ştanţare va fi maximă;
influența majoră asupra înălţimea bavurii BÎ este exercitată de jocul jL dintre elementele
active, urmat de grosimea semifabricatului coliviei gc și cursa de ștanțare cs;
abaterea de la înălţimea ferestrei AHf va avea valoarea minimă atunci când valorile
jocului jH dintre elementele active şi a cursei de ştanţare vor fi minime iar valoare
grosimii semifabricatului coliviei va fi maximă;
se obţine valoare minimă a abaterea de la înălţimea ferestrei AHfmin =0,0342 mm atunci
când jocul jH dintre elementele active are valoarea de 0,51 mm, cursa de ștanțare are 5,5
mm iar grosimea semifabricatului coliviei are 5 mm.
influența majoră asupra abaterii de la înălţimea ferestrei AHf este exercitată de cursa de
ștanțare cs, urmată de jocul jH dintre elementele active și grosimea semifabricatului
coliviei gc;
abaterea de la lăţimea ferestrei AWf va avea valoarea minimă atunci când valorile jocului
jL dintre elementele active şi a cursei de ştanţare vor fi minime iar valoare grosimii
semifabricatului coliviei va fi maximă;
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[59]
se obţine valoare minimă a abaterii de la lăţimea ferestrei AWfmin =0,0525 mm atunci când
jocul jL dintre elementele active are valoarea de 0,11 mm, cursa de ștanțare are 5,5 mm
iar grosimea semifabricatului coliviei are5 mm.
influența majoră asupra abaterii de la lăţimea ferestrei AWf este exercitată de jocul jL
dintre elementele active, urmat de grosimea semifabricatului coliviei gc și cursa de
ștanțare cs;
abaterea de la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei ADpr va avea valoarea minimă
atunci când valorile jocului jL dintre elementele active şi a cursei de ştanţare vor fi
minime iar valoare grosimii semifabricatului coliviei va fi maximă;
se obţine valoare minimă a abaterea de la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei
ADprmin=0,0712 mm atunci când jocul jL dintre elementele active are valoarea de 0,11
mm, cursa de ștanțare are 5,5 mm iar grosimea semifabricatului coliviei are 5 mm.
influența majoră asupra abaterii de la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei ADpr este
exercitată de jocul jL dintre elementele active, urmat de cursa de ștanțare cs și grosimea
semifabricatului coliviei gc;
abaterea de la lungimea pragului de reţinere a rolei ALpr va avea valoarea minimă atunci
când valorile jocului jH dintre elementele active şi a cursei de ştanţare vor fi minime iar
valoare grosimii semifabricatului coliviei va fi maximă;
se obţine valoare minimă a abaterii de la lungimea pragului de reţinere a rolei
ALprmin=0,1512 mm atunci când jocul jH dintre elementele active are valoarea de 0,54
mm, cursa de ștanțare are 5,5 mm iar grosimea semifabricatului coliviei are 5 mm.
influența majoră asupra abaterii de la lungimea pragului de reţinere a rolei ALpr este
exercitată de jocul jH dintre elementele active, urmat de cursa de ștanțare cs și grosimea
semifabricatului coliviei gc;
CAPITOLUL VII
CONCLUZII
7.1. Contribuţii proprii la rezolvarea temei
Cercetările teoretice şi experimentale realizate în cadrul prezentei teze de doctorat, prin
rezultatele obţinute, aduc unele contribuţii privind procesul de ştanţare a coliviilor din tablă
metalică, pe care autorul le apreciază că ar putea constitui elemente de originalitate.
Îndeplinirea obiectivelor stabilite încă din faza incipientă, nu ar fi fost posibilă fără un studiu
documentar cu privire la stadiul actual al cercetărilor privind prelucrarea semifabrcaitelor din tablă
prin operația de ștanțare. Pe lângă evidențierea avantajelor tehnico-economice ce caracterizează
procesul de ștanțare, analiza informațiilor obținute prin consultarea literaturii de specialitate, a
permis și identificarea principalelor tipuri construcțive de rulmenți care au în structura lor colivii
din tablă metalică.
Analiza teoretică a modului de comportare al parametrilor de ieșire influențați de factorii de
proces a fost realizată prin intermediul metodei elementului finit. În cazul de față analiza cu
elemente finite a constituit un pas important în cadrul demersului propus, deoarece rezultatele
obținute au oferit o imagine asupra evoluției tensiunilor și deformațiilor din timpul procesului de
ștanțare.
Cercetările teoretice realizate la nivelul ferestrei coliviei din tablă metalică s-au concretizat
prin elaborarea unui algoritm matematic care evidenţiază modalitatea de obţinere a dimensiunilor
caracterisiticilor geometrice ale ferestrei coliviei.
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[60]
Având în vedere problemele identificate în fabrică, s-a reproiectat și realizat ștanța de
prelucrat ferestrele coliviei din tablă metalică. Pentru elaborarea acestui demers, s-a utilizat metoda
tehnicii deciziei impuse. Soluția finală a fost adoptată pe baza unor criterii de calitate ce au fost
ordonate în funcție de importanța lor. Soluţia propusă pentru îmbunătăţirea ştanţei a presupus
redimensionarea elementelor de reazem, susţinere şi ghidare din ştanţă, introducere a unui număr de
şase coloane de ghidare pentru asigurare unei precizii de prelucrare mai ridicate şi schimbarea
materialului elementelor active din oţel 100Cr6 în oţel X210Cr12.
Cercetările experimentale efectuate au fost conduse după un plan experimental factorial
complet 33, stabilit pe baza unei analize sistemice a procesului de ștanțare, care a permis punerea în
evidență a tuturor factorilor implicați în proces și alegerea judicioasă a factorilor de influență
independenți, supuși cercetării. S-a urmărit astfel, determinarea experimentală a efectelor medii ale
factorilor independeți studiați și a interacțiunilor dintre aceștia asupra parametrilor de ieșire. Pentru
ierahizarea și identificarea mai exactă a parametrilor de proces au fost stabilite funcții de
dependență bidimensională sub forme matematice complexe.
Din punct de vedere teoretic contribuţiile aduse în domeniul prelucrării coliviilor metalice
prin operaţia de ştanţare ar putea fi:
s-a conceput o strategie preliminară de cercetare, stabilită prin identificarea oportunităţii
şi importanţei temei abordate;
pe baza informaţiilor din literatura de specialitate, a fost identificat rolul procedeului de
ştanţare în cadrul operaţiilor de deformare plastică la rece, în special pentru obţinerea
coliviilor din tablă metalică utilizate în fabricarea rulmenţilor;
s-au conceput şi elaborat relaţii de calcul pentru deteminarea numerică a unor
caracteristici geoemtrice ai coliviilor din tablă metalică, cum ar fi: lungimea ferestrei din
colivie (Hf), (relaţia 3.1), lățimea ferestrei din colivie (Wf) (relaţia 3.21), lungimea
pragului de reținere a rolei (Lpr) (relaţia 3.22), distanța dintre pragurile de reținere a rolei
(Dpr) (relaţia 3.23);
s-au studiat tensiunile şi deformaţiile totale din fereastra coliviei metalice în timpul
prelucrării cu diferite jocuri dintre elementele active şi diferite grosimi de semifabricat,
prin intermediul metodei analizei cu elemente finite;
s-a realizat o modelare matricială a parametrilor geometrici în funcţie de parametrii
procesului de ştanţare; s-au realizat calcule matematice care au permis stabilirea efectelor
parametrilor de intrare, a influenţei exercitate de interacţiunile dintre parametrii de
intrare, asupra parametrilor de ieşire şi reprezentarea grafică a efectelor medii pe cele trei
nivele cercetate;
Contribuţiile experimentale aduse domeniului ştanţării ferestrelor coliviei metalice ale
autorului se constituie prin:
elaborarea şi executarea unui program de cercetare experimental de studiu a parametrilor
rezultaţi în urma ştanţării ferestrelor coliviei metalice;
reproiectarea, utilizând diagrama de idei şi tehnica deciziei impuse, ştanţei de perforat-
calibrat ferestre de colivie metalice;
stabilirea dependenţelor singulare ale caractersiticilor de calitate şi precizie şi
reprezentarea grafică a tendinţelor acestora în condiţiile prelucrării ferestrelor coliviei cu
diferite valori pentru cursa de ştanţare şi grosimea semifabricatului coliviei;
stabilirea influenţelor parametrilor regimului de lucru şi a interacţiunilor dintre ei şi
ierarhizarea importanţei acestor influenţe asupra :
rugozităţii suprafeţei laterale (parametru măsurat în zona pragului de
reţinere a rolei, RaL);
rugozităţii suprafeţei la baza ferestrei coliviei (RaB);
înălţimii bavurii ferestrei (BÎ );
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[61]
abatereii de la înălţimea ferestrei coliviei ( AHf );
abatereii de la lăţimea ferestrei (AWf);
abatereii de la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei ( ADpr );
abatereii de la lungimea pragului de reţinere a rolei ( ALpr )
stabilirea parametriilor optimi ai procesului de ştanţare a ferestrelor coliviei şi intervalele
de valori maxime ale parametrilor de ieşire în funcţie de parametrii de intrare;
7.2. Concluzii finale
Din analiza literaturii de specialitate s-a constat că asupra preciziei și calității pieselor
obținute prin ștanțare au influență un număr mare de factori. Dintre aceștia cele mai mari influențe
asupra caracteristicilor de calitate și precizie, în domeniul ștanțării pieselor din tablă, sunt exercitate
de jocul dintre elementele active și de grosimea semifabricatului.
Rezultatele obținute, în urma simulării procesului de ștanțare a ferestrelor coliviei metalice,
au arătat că valoarea deformației totale va crește odată cu creșterea jocului dintre elementele active
și cu grosimea semifabricatului coliviei. Distribuția deformației totale este concentrată în zona
centrală de pătrundere a poansonului în semifabricat. Se constată că valorile tensiunilor, obținute în
aceleași condiții de experimentare vor crește odată cu creșterea valorii jocului dintre elementele
active, în timp ce corespunzător creșterii grosimii semifabricatului coliviei valorile tensiunilor vor
întrgistra o scădere. Distribuția tensiunilor este concentrată în zonele de margine ale fațetei
poansonului de decupare, tensiunile maxime fiind înregistrate la începutul procesului de ștanțare în
zonele superioare corespunzătoare cu cele ale fațetei poansonului, pentru ca mai apoi să se extindă
pe întreaga suprafață a ferestrei ștanțate.
Cercetările experimentale privind influențele parametrilor independenți jocul lateral jL dintre
elementele active, jocul pe înălţimea ferestrei jH dintre elementele active, grosimea semifabricatului
coliviei gc și cursa de ştanţare cs asupra diverșilor parametri de ieşire, prin intermediul cărora este
evaluată calitatea și precizia ferestrelor coliviei din tablă metalică au dus la:
o micșorare a rugozității suprafeței laterale RaL, până la o valoare minimă de 0,41 µm
atunci când jocul jL dintre elementele active are valoarea de 0,11 mm, cursa de ștanțare
7,5 mm iar grosimea semifabricatului coliviei 5 mm. Influența cea mai mare asupra
rugozităţii suprafeţei laterale este exercitată de jocul jL dintre elementele active, urmat de
cursa de ștanțare cs și grosimea semifabricatului coliviei gc.
identificarea valorilor parametrilor de intrare care să ducă la obţinerea valorii minime a
rugozităţii de la baza ferestrei. În acest caz rugozitate suprafeței de la baza coliviei RaB,
va avea valoarea minimă de 1,23 µm atunci când jocul jH dintre elementele active are
valoarea de 0,54 mm, cursa de ștanțare 6,5 mm iar grosimea semifabricatului coliviei 4
mm. Influența cea mai mare exercitată asupra rugozităţii de la baza ferestrei este dată tot
de jocul dintre elementele active, însă de acestă dată valoarea jocului este mult mai mare
în comparație cu valoarea jocului identificat la analiza rugozității suprafeței laterale RaL.
Ierarhia influenței este completată de cursa de ștanțare cs și grosimea semifabricatului
coliviei gc;
obținerea unei bavuri cu înălțimea de BÎmin = 0,38 mm atunci când jocul jL dintre
elementele active are valoarea de 0,11mm, cursa de ștanțare are valoarea de 7,5 mm iar
grosimea semifabricatului coliviei are valoarea de 3,5 mm. Astfel pentru obținerea unei
valori cât mai mici a înălțimii bavurii se utilizează jocuri dintre elementele active și
grosimi ale semifabricatului coliviei cu valori mici și curse de ștanțare cu valori cât mai
mari. Pentru intervalul de valori analizat s-a constat că influența cea mai mare asupra
înălțimii bavurii este exercitată de jocul jL dintre elementele active urmat de influenţa
grosimii semifabricatului coliviei gc și de cea a cursei de ștanțare cs;
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[62]
obţinerea unei abateri cu valoarea mică de la înălţimea ferestrei coliviei din tablă metalică
va fi posibilă atunci când jocul jH dintre elementele active şi cursa de ştanţare cs vor avea
valori mici, iar grosimea semifabricatului coliviei va avea valori cât mai mari. În acest
caz s-a obţinut abaterea minimă cu valoarea de AHfmin =0,0342 mm atunci când jocul jH
dintre elementele active a avut valoarea de 0,51 mm, cursa de ştanţare cs valoarea de 5,5
mm iar grosimea semifabricatului coliviei a fost de 5 mm. Putem spune că valoarea
abaterii de la înălțimea ferestrei crește odată cu valoarea jocului jH dintre elementele
active și a cursei de ștanțare și scade odată cu creșterea grosimii semifabricatului coliviei;
abateri mici pentru lăţimea ferestrei se vor obţine atunci când jocul jL dintre elementele
active şi grosimea semifabricatului coliviei gc vor avea valori mici iar cursa de ştanţare cs
va avea valoare cât mai mare;
stabilirea abaterii de la distanţa dintre pragurile de reţinere a rolei la valoarea minimă de
ADprmin =0,0712 mm atunci când jocul jocul jL dintre elementele active are valoarea de
0,11 mm, cursa de ștanțare are valoarea de 5,5 mm iar grosimea semifabricatului coliviei
are valoarea de 5 mm. Influenţa cea mai mare asupra abaterii de la distanţa dintre
pragurile de reţinere a rolei o exercită exercită jocul jL dintre elementele active urmat de
cursa de ştanţare cs şi de grosimea semifabricatului coliviei gc;
stabilirea abaterii de la lungimea pragului de reţinere a rolei la valoarea minimă de ALprmin
= 0,1512 mm atunci când jocul jocul jL dintre elementele active are valoarea de 0,54 mm,
cursa de ștanțare are valoarea de 5,5 mm iar grosimea semifabricatului coliviei are
valoarea de 5 mm. Influenţa cea mai mare asupra abaterii de la lungimea pragului de
reţinere a rolei o exercită jocul jH dintre elementele active urmat de cursa de ştanţare cs şi
de grosimea semifabricatului coliviei gc;
Pentru o evidenţiere mai clară a influenţelor parametrilor de intrare jocul lateral jL dintre
elementele active, jocul pe înălţimea ferestrei jH dintre elementele active, grosimea semifabricatului
coliviei gc și cursa de ştanţare cs asupra parametrilor ferestrei coliviei s-a realizat tabelul 7.1.
Tab.7.1. Influenţa parametrilor de intrare asupra parametrilor de ieşire de la fereastra coliviei ştanţate
Având în vedere cele arătate mai sus se recomandă să se utilizeze în practică ştanţa de
perforar-calibrat ferestre de colivie îmbunătăţită care să aibă valorile jocurilor jL de 0,11 mm şi jH de
0,54 mm, valoarea grosimii semifabricatului coliviei să fie de 3,5 mm iar valoarea cursei de ştanţare
să fie de 7,5 mm.
7.3. Direcţii de dezvoltare a cercetărilor
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[63]
Ca urmare a cercetărilor efectuate şi a concluziilor prezentate în fiecare capitol, autorul
consideră ca fiind utilă şi posibilă dezvoltarea şi extinderea cercetărilor în următoarele direcţii:
cercetare grosimii şi durităţii startului superficial, obţinut după operaţia de perforare, a
orificiilor coliviilor de rulment;
analiza influenţei formei (conturului) suprafeţei exterioare a coliviei asupra parametrilor
de calitate a suprafeţei rezultate după operaţia de perforare;
analiza momentului apariţiei fisurilor de forfecare în cazul perforării orificiilor
dreptunghiulare;
studii privind comportarea materialului şi calitatea suprafeţelor forfecate în zona
colţurilor suprafeţelor dreptunghiulare;
*****
Diseminarea celor mai importante rezultate, obţinute în urma ceretărilor efectuate în perioada
doctorală, s-a realizat prin intermediul lucrărilor ştiinţifice publicate în reviste de specialitate
naţionale şi internaţionale. În continuare sunt prezentate titlurile lucrărilor publicate în calitate de
autor şi coautor:
1. RÎPANU M.I., Nagîț Gh., Merticaru V., Iacob-Strugaru S.C., Contrastive theoretical comparison approach upon
blanking-punching operations on cnc pressing centers and on classical presses, ANNALS of the ORADEA
UNIVERSITY. Fascicle of Management and Technological Engineering, Volume IX (XIX) Sectiunea S3, pag. 219-228, ORADEA, 2010.
2. Merticaru V., RÎPANU M.I., Nagîț Gh., Approach on the development of engineering skills in industrial robots
programming and operating, ANNALS of the ORADEA UNIVERSITY. Fascicle of Management and Technological Engineering, Volume IX (XIX) Sectiunea S3, pag. 140-149, ORADEA, 2010.
3. RÎPANU M.I., Merticaru V., Mihalache A.M., - Technical considerations upon performance improvements in
stamping processes by implementing cnc and reverse engineering techniques, ANNALS of the ORADEA UNIVERSITY. Fascicle of Management and Technological Engineering, Volume IX (XIX) Sectiunea S3, pag. 156
- 165, ORADEA, 2010.
4. Merticaru V., Axinte E., RÎPANU M.I., Iacob-Strugaru S.C., Researches about the flank profile accuracy of the trapezoidal threads generated by thread whirling, International Journal Of Academic Research Vol. 2. No. 4., pag.
36 – 45, July 2010.
5. RÎPANU M.I., Nagîț Gh., Manole I.E., Comparative aspects regarding the nesting for blanking-punching operation on clasical presses and numerical comanded pressing centers, Bulletin of the Polytechnic Institute of
Iasi, Tomul LVI (LX), Fasc. 2, ISSN 1011-2855, Iași, 2010.
6. Mihalache A., Nagîţ G., RÎPANU M. I. - Advantages and weak points of different RE techniques, Buletinul Institutului Politehnic din Iaşi, Publicat de Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” din Iaşi, Tomul LVI (LX),
Fasc. 2, ISSN 1011-2855, 2010, pag. 245-250
7. Mihalache A.M., Nagîț Gh., RÎPANU M.I., Manole I.E., Identifying the right method of scanning in reverse engineering technique, International Science and Engineering Machine-Building and Technosphere of the XXI
Century, 12-18 September2010 Sevastopol, Ucraina, ISSN 2079-2670, pag. 160-163, Sevastopol, 2010.
8 Rotman I.E., Baciu Lupaşcu R.A., Taranovschi I.L., Vieriu I. & RÎPANU M. I., (2010). The Systemic Analysis of the Ultrasonic Investigation Process, International Science and
Engineering Machine - Building and Technosphere of the XXI Century, Septembrie 2010, vol.4., p. 202-206, ISSN: 2079 – 2670, Sevastopol, Ucraina.
9 Taranovschi I., Rotman I., Vieriu I., RÎPANU M. I., (2010). An inventory of the instruments to stimulate creativity,
Proceedings of XVII International Science and Engineering Conference „Machine-building and Technosphere of the XXI Century, 14-19 Septembrie 2010, p. 226-230, ISSN: 2079-2670, Sevastopol, Ucraina.
10. Mihalache A., Nagîţ G., Niţă O., RÎPANU M. I. – A proposed procedure to identify and minimize the effects of
errors in reverse engineering, Buletinul Institutului Politehnic din Iaşi, Publicat de Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” din Iaşi, Tomul LVII (LXI), Fasc. 4, 2011, Secţia Construcţii de Maşini, ISSN 1011-2855, pag.
171-178
11. Mihalache A., Nagîţ G., Manole I., RÎPANU M. I. – A proposed approach in points cloud discretization techniques, 8th International Conference ”Standardization, Protypes and Quality: A Means of Balkan Countrie’s
Collaboration”, Thessaloniki, October 7-8 2011, ISI Proceedings, website:
http://protypation.web.auth.gr/8_Conference/, pag. 208-214 12. Merticaru V., Pascariu A.O., RÎPANU M.I., Iacob-Strugaru, Advanced cad capabilities applied for integrating
flexible engineering design with flexible manufacturing, ANNALS of the ORADEA UNIVERSITY. Fascicle of
Management and Technological Engineering, Volume XI (XXI), pag. 4.63 – 4.72, NR2, Oradea, 2012. 13. RÎPANU M.I., Nagîț Gh., Merticaru V., Iacob-Strugaru S.C.,Process quality analysis and monitoring methology
for roller bearings cages stamping, ANNALS of the ORADEA UNIVERSITY. Fascicle of Management and
Technological Engineering, Volume XI (XXI), 4.128 – 135, NR1, Oradea, 2012.
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[64]
14. Taranovschi I.L., Dusa P., RÎPANU M.I., The methodology for innovative model application on the punching process. In Proceedings of International Conference ModTech 2012, Sinaia, Vol. 2, p.941-944, ISSN: 2069-6736.
15. RÎPANU M.I., Nagîț Gh., Merticaru V.,Mihalache A.M. and Hurja I.I., Influence of the clearances in the stamping
device upon the burrs resulted on the stamped bearing ceges windows, International Conference IManE 2013, Applied Mechanics and Materials Vol. 37 (2013) pag 499-503, ISBN -13: 978-3-03785-786-1, IAŞI, 2013, "Trans
Tech Periodicals" published by Trans Tech Publications Ltd, Kreuzstrasse 10, CH-8635 Zurich-Durnten,
Switzerland, www.ttp.net, (volumes to be printed); 16. Merticaru V., RÎPANU M.I., About CAD Activities Effectiveness and efficiency as instruments for sustainable
product development, International Conference IManE 2013, Applied Mechanics and Materials Vol. 37 (2013) pag
499-503, IAŞI, 2013; 17. Mihalache M.A., Nagit Gh., RIPANU M.I. - Proposed workflow for obtaining a 3D solid model out of points
clouds for a connecting rod, The 17th International Conference TEHNOMUS - New Technologies and Products in
Machine Manufacturing Technologies, ISSN: 1224-029X, no. 20 -2013, pag. 385-391 18. Tilică T., Slătineanu L., Gherman L., RIPANU M.I. – Workpiece Clamp device at Ultrasonic Drilling,
International Conference ICMS 2013 – Buletinul Institutului Politehnic IAŞI, Tomul LIX, Fascicolul 3, 2013, Secţia Construcţii de Maşini, pag. 97-103
19. Mihalache M.A., Nagîț Gh., and RIPANU M.I. - Optimization procedure of a scanned solid body through FEA by
means of reverse engineering, Proceedings of the 6th International Conference of Manufacturing Science and
Education, ISSN: 1843-2522, pag. 175-178, 2013
BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ [A]
[A1] Adamus J., Stamping of Titanium Sheets Key Engineering Materials, Vol 410-411, pag. 279-288, 2009;
[A2] Aggarwala a., Kumarc P., Singhd M., Optimization of multiple quality characteristics for CNC turning under cryogenic cutting environment using desirability function, Elsevier, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 205,
pag. 42–50, 2009;
[B]
[B1] Bahloul R., Optimisation du procede de pliage sur presses de pices en toles a haute limite d’elasticite, Paris, France,
L’ecole Nationale Superieure d’Arts et Metiers, 2008; [B3] Banabic D., Sheet metal forming processes. Constitutive modelling and numerical simulation, © Springer-Verlag
Berlin Heidelberg, 2010;
[B20] BrahaV., Nagîţ Gh., Negoescu F., Tehnologia presării la rece, Editura Tehnică, Ştiinţifică şi Didactică CERMI, 2003;
[B24] Bâlc N., Oancea Gh., Sisteme CAD/CAPP/CAM – Teorie şi practică, Editura Tehnică, ISBN 973-31-1530-4, 2004;
[B25] Bâlc N.,"Cercetări privind proiectarea pentru montaj şi pentru fabricarea rapidă a prototipurilor aferente", Teză de
doctorat, Universitatea Tehnică din Cluj – Napoca, Cluj, 2000;
[C]
[C2] Chen W., Yun-liang L., Noise reduction of punch press mechanical clutch engagement, Trans. Nonferous Metal Society
of China, Vol.15, Nr.2, (Article ID: 1003-6326), 2005;
[D]
[D3] Dunbing TangW. E., Gunther S., Qualitative and quantitative cost analysis for sheet metal stamping,International
Journal of Computer Integrated Manufacturing, Vol. 17, Nr. 5, pag. 394–412, 2004;
[E]
[E1] Emmensa W.C., Sebastianib G., Boogaardc A.H., The technology of Incremental Sheet Forming, A brief review of the
history,Journal of Materials Processing Technology, Vol. 210, pag. 981–997, 2010;
[F]
[F2] Faur N., Elemente finite, Editura PolitehnicaTimișoara, Romania, 2002;
[F5] Fuh-Kuo C., Pao-Ching T., An analysis of drawbead restraining force in the stamping process,International Journal of
Machine Tools and Manufacture, Vol.38, Issue 7, pag. 827–842, 1998;
[G]
[G1] Gafitanu M., Organe de masini, Vol. I, Editura Tehnică București, 2002;
[G4] Gaudilliere N., Larue A., Lorong P., Investigations in high speed blanking: cutting forces and microscopic
observations, EPJ Web of Conferences 6, 19003, 2010;
[H]
[H2] Hambli R., Chamekh A., Finite element prediction of blanking tool cost caused by wear,International Journal Advance
Manufacturing Technology, Vol. 44, pag. 648–656, 2009; [H3] Hambli S., Crubleau P., Taravel B., Prediction of optimum clearance in sheet metal blanking processes, International
Journal Advanced Manufacturing Technology, Vol. 22, pag. 20-25, 2003;
[H4] Hambli R., Design of Experiment Based Analysis for Sheet Metal Blanking Processes Optimisation,International Journal Advance Manufacturing Technology, Vol.19, pag. 403–410, 2002;
[H14] Huanga Z., Dub R., Minimization of the thickness variation in multi-step sheet metal stamping,Journal of Materials
Processing Technology. Proceedings of the 11th International Conference on Metal Forming 2006, Vol.177, Issues 1–3,
pag. 84–86, 2006;
[H15] Huh J., Park S.H., High speed tensile test of steel sheets for the stress–strain curve at the intermediate strain rate,
International. Journal Automotive. Technology, Vol.10, pag.195–204, 2009; [H16] Husson L., Daridon S., Finite elements simulations of thin copper sheets blanking: Study of blanking parameters on
sheared edge quality, Journal of Materials ProcessingTechnology, Vol. 199, pag. 74–83, 2008;
[I]
[I1] Ionescu R., Amarandei D., Planificarea Experimentelor: Eficienţă şi Calitate. Editura AGIR, Bucureşti, Romania, 2004;
[J]
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[65]
[J1] Jana S., Ong N.S., Effect of punch clearance in the high-speed blanking of thick metals using an accelerator designed for a mechanical press,Journal Mech Work Technology, Vol.19, pag. 55–72, 1998;
[K]
[K1] Kim S.B., Bok H.H., Moon M.B., Forming limit diagram of auto-bodz steel sheets for high speed sheet metal forming, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 211, pag. 851- 862, 2011;
[K2] Kim S., Improvement of the surface quality of an automotive member by a modification of the stamping tool, Journal of
Materials Processing Technology, Vol. 187–188, pag. 387–391, 2007; [K4] Klingenberg W., Singh U.P., Further observations and review of numerical simulations of sheet metal
punching,International Journal Advance Manufacturing Technology, Vol.30, pag. 638–644, 2006;
[K6] Kogovsek J., Mrzel A., Kalin M., Influence of surface roughness and running-in on the lubrication of steel surfaces with oil containing MoS2 nanotubes in a lllubrication regimes, Tribology International, Vol.61, pag. 40-47, 2013;
[K9] Kut S., Blanking with pre-bending of steel sheets - experimental investigation and FEM simulation, The Arabian
Journal for Science and Engineering, Vol.30, Nr.1C, pag. 17-26, 2005;
[L]
[L2] Larue A., Qu Y.F., Millot M., Lorong P., Lapujoulade F., Experimental study of a high speed punching process, Springer International Journal Mater Form, pag.1427 –1430, 2008;
[L7] Limbaşan I., Studii şi cercetări de analiza valorii asupra unor grupe de produse din industria de rulmenţi, Teză de
doctorat, Universitatea Transilvania din Braşov, 2011; [M]
[M5] Mahayotsanun N., Sripati S., Cao J., Peshkin M., Robert X. Gao, Wang C., Tooling - integrated sensing systems for
stamping process monitoring, International Journal of Machine Tools & Manufacture, Vol. 49, pag. 634–644, 2009; [M25] Mori Y., Kidoma Y., Kadarno P., Slight clearance punching of ultra high strength steel sheets using punch having
small round edge, International Journal of MachineTools & Manufacture, Vol. 65, pag. 41–46, 2013;
[M26] Mori K., Maki S., Warm and hot punching of ultra high strength steel sheet, CIRP Annals - Manufacturing Technology, Vol. 57, pag. 321–324, 2008;
[M27] Mori K, Okuda Y., Tailor die quenching in hot stamping for producing ultra-high strength steel formed parts having
strength distribution, CIRP Annals - Manufacturing Technology, Vol. 59, pag. 291–294, 2010; [M28] Mori K., Maruo Y., Punching of small hole of die-quenched steel sheets using local resistance heating,CIRP Annals -
Manufacturing Technology, Vol. 61, Issue 1, pag. 255–258, 2012;
[M31] Moţoi M., Studies on the main cutting force in turning polyamide PA 66, Annals of the Oradea University, Fascicle of Management and Technological Engineering, Volume IX (XIX), Nr.2, pag. 3162 – 3166, 2010;
[N]
[N1] Nagîţ G., Negoescu F., Tehnologia Ştanţării şi Matriţării, Editura Politehnium, Iaşi, 2010;
[N2] Nagîţ Gh., Contribuţii teoretice şi experimentale cu privire la prelucrarea prin vibrorulare, Teză de doctorat,"
Universitatea Tehnica Gh. Asachi din Iasi, Romania, 1997;
[N3] Nagîț Gh., Braha V., Rusu B., Bazele prelucrării prin deformare plastică, Editura Tehnică – Info, Chisinau, Republica Moldova, 2002;
[N4] Nagîţ Gh., Slătineanu L., Bazele creaţiei tehnice în construcţia de maşini. Editura Rotaprint, Iasi, Romania, 1998;
[O]
[O2] Olaru M., Managementul calităţii, Editura Economică Bucureşti, ISBN: 973-99742-6-0, Bucuresti, Romania, 1999;
[O3] Oancea Gh., Chicoş L.A., Ivan, N.V., Lancea, C., Software Package for Extended Data Storage of AutoCAD Solids,
Annals of DAAAM for 2008 & Proceedings of the 19th International DAAAM Symposium Intelligent Manufacturing &
Automation: Focus on Next Generation of Intelligent Systems and Solutions”,Trnava, Slovakia, pag. 981-982 (ISSN
1726-9679 – ISI Proceedings), 2008;
[P]
[P1] Pan R. M., An integrated knowledge based system for sheet metal cutting–punching combination processing,
Knowledge-Based Systems, Vol. 22, pag. 368–375, 2009;
[P4] Pascu C. I., Popescu I., Assesment of plastic deformation in the cutting zone and correlation with roughness, at plain turning with small cutting feeds,Fascicle of Management and Technological Engineering, Volume IX (XIX), Nr.3, pag.
3113 – 3120, 2010;
[P5] Pathak R. K., Kumar A. R., ş.a., Simulation and experiments in punching spring steel with sub-millimeters features, Journal of Manufacturing Process,vol.15, pag. 108-114, 2013;
[Q]
[Q1] Quazi T.Z., Shaikh R.S., An Overview of Clearance Optimization in Sheet Metal Blanking Process,International Journal of Modern Engineering Research(IJMER), Vol.2, Issue.6, Nov -Dec. 2012, pag. 4547-4558, 2012;
[R]
[R2] Ramde S., Simulation numérique d'une opération de découpage et méthodologie de calcul pour optimiser la qualité de la pièce découpée et les sollicitations de l'outillage, Toulouse, France, Universitatea din Toulouse, Teză de doctorat,
2010;
[R5] Rezmireş D. G., Cercetari teoretice şi experimentale privind dinamica rulmenţilor radiali oscilanţi cu role butoi, Iasi, România, Universitatea Tehnică “Gheorghe Asachi” din Iaşi, Facultatea de Mecanică, 2003;
[R6] Rîpanu M., Nagit Gh., Merticaru V., Huşanu V., Iacob-Strugaru, Process quality analzsis and monitoring methodology
for bearings cages stamping,Annals of the Oradea University. Fascicle of Management and Technological Engineering, Vol. XI (XXI), 2012, Nr.1, pag. 4128 - 4135, 2012;
[R8] Rîpanu M.I., Nagîț Gh., Merticaru V., Iacob-Strugaru S.C., Process quality analysis and monitoring methology for roller bearings cages stamping, ANNALS of the ORADEA UNIVERSITY. Fascicle of Management and Technological
Engineering, Volume XI (XXI), 4.128 – 135, NR1, 2012;
[R9] Rîpanu M.I., Nagîț Gh., Merticaru V., Mihalache A.M., Hurja I.I., Influence of the clearances in the stamping device upon the burrs resulted on the stamped bearing ceges windows, International Conference IManE 2013, Applied
Mechanics and Materials,vol.37, pag 499-503, 2013;
Cercetări teoretice și experimentale privind calitatea şi precizia unor colivii de rulmenţi obţinute prin ştanţare
[66]
[S]
[S1] Saenz A., Aztiria A., Garcıa C., Arana N., Izaguirre A., Fillatreau P., Forming processes control by means of artificial
intelligence techniques,Robotics and Computer- Integrated Manufacturing, Vol.24, pag. 773 - 779, 2008;
[S5] Sartkulvanich B., Golle R., Konieczny A., Altan T., Finite element analysis of the effect of blanked edge quality upon stretch flanging of AHSS,CIRP Annals - Manufacturing Technology, Vol.59, pag. 279–282, 2010;
[S9] Ship-Peng Lo C., Yeou-Yih L., Quality prediction model of the sheet blanking process for thin phosphorous bronze,
Journal of Materials Processing Technology, Vol. 194, pag. 126–133, 2007; [S15] So H., Hoffmann R., Golle M., An investigation of the Blanking Process of the Quenchable Boron Alloyed Steel
22MnB5 Before and After Hot Stamping,Journal of Materials Processing Technology, Vol. 212 (2), pag. 437–449, 2012;
[S18] Stăncioiu A., Luca L., Studiu comparative cu privire la comportarea poansoanelor pentru ştanţat realizate din oţelurile OSC10 nitrurat şi 205Cr115, Analele Universităţii “Constantin Brâncuşi” din Târgu Jiu, Seria Inginerie,
Vol.4(4), Târgu Jiu, Romania, 2011;
[S21] Suriyapha C., Boonsong R., Bopit B., Material Flow Behaviour on Fine Blanking Process for Sheet Metal Extrusion, AIJSTPME, Vol.4, issue 1, pag. 77-80, 2001;
[S22] Suriyapha C., Bubphachot B., Die radius affecting sheet metal extrusion quality for fine blanking process, American Journal of Engineering and Applied Sciences, Vol. 3 (2), pag. 476-481, 2010;
[T]
[T4] Teodorescu M., Elemente de proiectare a ştanţelor şi matriţelor, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, Disponibil
la: http://www.scribd.com/doc/53500631/Elemente-de-Proiectare-a-Stantelor-Si-Matritelor, Accesat la: 10/08/2013;
[T10] Totre A., Nishad R., Bodke S., An overview of factors affecting in blanking process," International Journal of
Emerging Technology and Advanced Engineering, Vol. 3, ISSN: 2250-2459, 2013;
[W]
[W1] Wang W., Zhong-Qin L., The study on the fatigue FEM analysis considering the effect of stamping, Materials and
Design, Vol. 30, pag. 1588 - 1594, 2009;
[V]
[V3] Vișan A., Ionescu, N., Procese industriale complexe. Vol 2, Universitatea Politehnica din București, Romania, 2010;
[V5] Vukota B., Sheet metal forming Processes and Die Design,Industrial Press Inc.,New York, 2004;
[X]
[X1] Xiaoli L., Bassiuny A.M., Transient dynamical analysis of strain signals in sheet metal stamping
processes,International Journal of Machine Tools & Manufacture, Vol. 48, pag. 576–588, 2008; [X2] XuanZhi W., Masood S., A Study on Tool Wear of Sheet Metal Stamping Die Using Numerical Method,Materials
Science Forum, Vol. 654-656, pag 346-349, 2010;
[Y]
[Y1] Yi-Ming J., Chang L., Effect of thickness of face sheet on the bending fatigue strength of aluminum honeycomb
sandwich beams, Engeneering Failure Anal, Vol.16 (4), pag. 1282–1293, 2009;
INTERNET
[1]***TRUMPH, TruPunch: A new standard in punching efficiency, Disponibil la: http://www.trumpf-
machines.com/en/products/punching/punching-machines.html, Accesat la: 15/07/2011;
[2]***SKF, Disponibil la: http://www.skf.com/ro/products/bearings-units-housings/index.html, Accesat la: 30/11/2011;
[3]***Historical Articles, Disponibil la: http://www.lajss.org/HistoricalArticles/Hertz.pdf. Accesat la: 20/03/2010;
[6]***Koyo, Types of rolling bearings and characteristics, Disponibil la: http://www.koyousa.com/koyocatalog/technical/index.html, Accesat la: 12/04/2009;
[7]***TIMKEN (2012), Angular Contact Ball Bearings, Disponibil la: http://www.timken.com/en-
us/products/bearings/productlist/ball/Pages/angular.aspx. Accesat la: 23/05/2012; [20]***Elemente de teoria deformării, Disponibil la: http://en.wikipedia.org/wiki/Deformation_%28mechanics%29, Accesat
la data de 05/12/2013;
[21]***Axial Deformation and Stress of Bars, Disponibil la: http://www.google.ro/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=9&cad=rja&ved=0CIABEBYwCA&url=htt
p%3A%2F%2Faeweb.tamu.edu%2Fhaisler%2Fengr214%2FWord_Lecture_Notes_by_Chapter%2Fchapter11.doc
&ei=zB6nUs2zB4fk4QTGsoG4DQ&usg=AFQjCNFaikf3-2YAlLrex5SVMN62gLktjA&bvm=bv.57799294,d.bGE, Accesat la data de 05/12/2013;
[34]***SKF, Cylindrical roller bearings - always in the lead, Disponibil la:
http://www.skf.com/portal/skf_ro/home/aboutskf/home, Accesat la: 21/09/2011; [35]***FEA, Analiza cu FEA a comportamentului unei colvii montate si testate pe un rulment incarcat, Disponibil la:
http://search.proquest.com/pqcentral/docview/858706148/13A72EF5FE83E408670/2?accountid=87658, Accesat
la04/02/2013; [36]***Presa Hidraulică LVD 600, Operating manual Press Hidraulic LVD 600, Disponibil la: http://www.exapro.com/lvd-
600-ton-press, Accesat la data de: 20/04/2011;
[37]***Key to metals, Material Details, Disponibil la: http://search.keytometals.com/MaterialDetails/MaterialDetail?vkKey=1050406&keyNum=40&type=3&hs=0,
Accesat la: 28/04/2013;
[138]***Elemente de teoria deformării, Disponibil la: http://www.scribd.com/doc/35584776/Deformabilitatea-metalelor-%C5%9Fi-aliajelor, Accesat la data de 20/03/2011;
[39]***Manufacturing Processes for Engineering Materials, Sheet-Metal Forming Processes, ISBN: 0-13-227271-7,
Disponibil la: www.nd.edu/~manufact/MPEM%20pdf_files/Ch07.pdf, Accesat la data de 05/11/2011; [40]***Conturograf MahrSurf XC – 2, Operating manual MahrSurf XC – 2, Disponibil la:
www.mahr.com/scripts/relocateFile.php?ContentID, Accesat la data de: 14/04/2011;
[41]***SR EN 10029, Table de otel mijlocii si groase. Dimensiuni, Accesat la data de: 10/08/2012;