Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Тернопільський державний технічний університет імені Івана Пулюя
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Інші
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2010
Тип роботи:
Інші
Предмет:
Інші
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
Тернопільський державний технічний університет
імені Івана Пулюя
Кафедра світлотехніки
Тернопіль-2010
Зміст
Вступ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
1. Область застосування . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2. Класифікація процесів і операцій . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
3. Технологічність штампованих листових деталей . . . . . . . . . . . . . 14
3.1. Конструктивні і технологічні вимоги до штампованих листових
деталей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.2. Сортамент листових матеріалів . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4. Аналіз конструктивних особливостей деталі. . . . . . . . . . . . . . . . 17
4.1. Призначення і характеристика деталі . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4.2. Аналіз технічних вимог і механічних властивостей деталі . . . . . . . 17
4.3. Аналіз технологічності конструкції деталі . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
5. Виріб заготовки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
5.1. Виріб листового прокату . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
5.2. Розробка схеми розкрою матеріалу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
5.3. Розрахунок коефіцієнту використання матеріалу . . . . . . . . . . . . 21
6. Визначення зусилля формоутворення й затрачуваної роботи . . . . . 22
6.1. Розрахунок зусилля вирубування . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
6.2. Розрахунок затрачуваної роботи на штампування . . . . . . . . . . . . . 23
6.3. Визначення зусилля знімання (проштовхування) деталі . . . . . . . . . .23
7. Розрахунок та конструювання штампа . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
7.1. Визначення центра тиску штампа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
7.2. Визначення закритої висоти штампа . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 26
7.3. Виріб зазорів та розмірів пуансона і матриці . . . . . . . . . . . . . .. . 26
7.4. Визначення стійкості штампа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
7.5. Розрахунок конструктивних елементів штампа . . . . . . . . . . . . . 28
7.6. Опис побудови та принцип роботи штампа . . . . . . . . . . . . . . . . 29
8. Виріб обладнання і його технічна характеристика . . . . . . . . . . . 30
9. Деталь . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
10. Схема розкрою листового матеріалу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
11. Технологічна схема штампа послідовної дії . . . . . . . . . . . . . . . 33
Висновок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Список використаної літератури . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35
Вступ
Листова штамповка, чи штамповка листового матеріалу, є широко поширений і дуже прогресивний різновид технологічної обробки металу витисканням, проводиться при допомозі штампів на пресах. Штамповка може проводитися як із об’ємної заготовки – катаного, витягнутого, пресованого бруска або широкої смуги, так із листової заготовки – листового матеріалу. Використовуючи в якості вихідної заготовки листовий матеріал (смуга, лист, стрічка), листовою штамповкою можна виготовляти велику номенклатуру самих різнорідних плоских і об’ємних деталей.
Листова штамповка використовується в усіх галузях виробництва, пов’язаних з виготовленням металевих деталей.
Особливо велике застосування вона має в таких областях, як автомобіле-, тракторо- і літакобудування, в військовій промисловості, приладобудуванні, при виготовленні предметів домашнього вжитку і т.д.
До числа переваг листової штамповки, забезпечуючих її використання в промисловості, можна віднести наступні:
1.Можливість виготовлення деталей з мінімальною металомісткістю, яку не можна одержати іншими способами металообробки.
2.Високу точність штампованих деталей, забезпечує їх взаємозамінність.
3.Хороша якість поверхні штампованих деталей (в умовах холодної штамповки), що на рівні з їх точністю дозволяє повністю виключити або звести до мінімуму обробку різанням.
4.Порівняно високою продуктивністю роботи при ручній подачі заготовки.
5.Порівняно простоту механізації і автоматизації листової штамповки.
6.Пристосування до масштабів виробництва.
7.Відносно невеликий відхід металу.
8.Можливість одержання різноманітних і оптимальних механічних властивостей в різних частинах деталей, одержаних штамповою.
Деякі із відмічених переваг листової штамповки пов’язано з тим, що зміна форми заготовки здійснюється шляхом її пластичного деформування. Холодна штампова, характеризується деформуванням заготовки без попереднього нагріву, зазвичай супроводжується зміцненням металу, якість поверхні, як правило, не погіршується, а може навіть покращується в порівнянні з якістю поверхні вихідної листової заготовки.
Зміна механічних, а інколи і фізико-хімічних властивостей металу в процесі його пластичного деформування відкриває додаткові можливості (над технологічних і конструктивних можливостей листової штамповки) виготовлення максимально легких конструкцій при заданій міцності і жорсткості.
Досконалість технології, конструкції штампів і використовую чого обладнання привело до того, що листова штампова використовується для виготовлення деталей самих різноманітних розмірів (від долі міліметра до декількох метрів) і конфігурацій. Тим не менше процес розвитку листової штамповки далеко не завершений ; в наш час спостерігається тенденція все більш інтенсивного вдосконалення способів штамповки, оснастки і обладнання, використовуючи для штамповки.
Виготовляється зовсім нові способи штамповки, наприклад вибухова і електромагнітна; корінним способом змінюють звичайні способи штамповки введенням, наприклад, диференційованого нагріву заготовки; виготовляються машини, відкриваючі нові технологічні можливості.
Кожна із операцій листової штамповки має визначену характерну для даної операції схему напруженого стану в ділянці. Всі операції листової штамповки можна об’єднати у дві групи: роздільна і формозмінююча. При використанні роздільної операції деформування заготовки відбувається до руйнування. При використанні формозмінюючої операції не повинно відбуватися руйнування заготовки. Розвиваються напрямки теорії листової штамповки, пов’язані з врахуванням таких особливостей, як вплив інерційних сил і хвильових процесів при імпульсному напруженні, вплив анізотропних механічних властивостей заготовки , змінного температурного поля і т. д.
1. ОБЛАСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ
Листове штампування, є одним з прогресивних методів отримання виробів з листового матеріалу, має дуже широке застосування у всіх галузях машинобудівній, приладобудівній, радіотехнічній, електронній і металообробні промисловості.
Питома вага листового штампування по витраті матеріалів в основних галузях нашої промисловості складає:
В електромашинобудуванні........................................... 60-70%
В приладобудуванні....................................................... 70-75%
В апарато- і телефонобудуванні................................... 75-80%
В точній індустрії (друкуючі машини і прилади)....80-85%
Предмети широкого народного споживання.................95-98%
На вітчизняних автотракторних заводах штампуванням з листового матеріалу виготовляється 60-75% автомобільних і 35-40% тракторних деталей найрізноманітніших форм і розмірів (рами автомобіля, кузови, крила, щитки, деталі радіатора і ін.).
Такий широкий розвиток листового штампування пояснюється цілим рядом переваг. До основних із них відносяться:
1) Велике виробництво і в зв'язку з цим низька собівартість штампованих деталей;
2) Можливість застосування малокваліфікованої робочої сили.
3) Порівняно невеликі втрати матеріалу при правильній організації і побудові технологічних процесів.
4) Взаємозамінність одержаних холодним листовим штампуванням деталей внаслідок їх великої точності і одноманітності.
5) Можливість отримання достатньо міцних і жорстких, але легких
конструкційних деталей при невеликій витраті матеріалу.
6) Сприятливі умови для автоматизації і механізації технологічних процесів.
Саме тому листова штамповка відноситься до найбільш прогресивних методів обробки металів і займає одне із передових місць сучасного виробництва.
Холодне листове штампування є одним з найбільш прогресивних технологічних методів виробництва; вона має ряд переваг перед іншими видами обробки металів як у технічному, так і в економічних відносинах.
У технічному відношенні холодне штампування дозволяє:
1) одержувати деталі дуже складних форм, виготовлення яких іншими методами обробки є дуже важким;
2) створювати міцні і тверді, але легкі по масі конструкції деталей при невеликій витраті матеріалу;
3) одержувати взаємозамінні деталі з досить високою точністю розмірів, переважно без наступної механічної обробки.
В економічних відносинах холодне штампування має наступні переваги:
1) ощадливим використанням матеріалу і порівняно невеликими відходами;
2) дуже високою продуктивністю устаткування, із застосуванням механізації й автоматизації виробничих процесів;
3) масовим випуском і низькою вартістю виготовлених виробів.
Найбільший ефект від застосування холодного штампування може бути забезпечений при комплексному рішенні технічних питань на всіх стадіях підготовки виробництва, починаючи зі створення технологічних чи конструкцій форм деталей, що допускають економічне виготовлення їх.
Холодне листове штампування широко застосовується в машинобудівній, приладобудівній і іншій галузях промисловості. Найбільше поширення холодне штампування одержало в крупносерійному і масовому виробництві, де великі масштаби випуску дозволяють застосовувати технічно більш зроблені, хоча і більш складні і дорогі штампи.
Ряд виробів масового виробництва і народного споживання виготовляється десятками і сотнями мільйонів штук у рік. Поряд з цим у даний час холодне листове штампування широко застосовується в дрібносерійному і навіть одиничному виробництві.
Розширення області застосування холодного листового штампування, з одного боку, характеризується значним збільшенням габаритів деталей що штампуються до 10м і більш, а з іншого боку — різким зменшенням розмірів — мініатюризацією деталей.
Основним прогресивним конструктивним показником, що характеризує ефективність застосування холодного листового штампування, є зниження маси при збільшенні міцності і твердості штампованих з листа деталей у порівнянні з литими, кутими чи обробленими із сортового прокату.
Основним прогресивним технологічним фактором подальшого розвитку холодного листового штампування є прагнення одержати штампуванням цілком закінчену деталь, що не вимагає подальшої обробки різанням.
Прогресивність тих чи інших технологічних методів нерозривно зв'язана із серійністю і конкретними умовами даного виробництва, а отже, є не стільки технологічним, скільки організаційно-технічним поняттям.
Виробничо-технологічні методи, прогресивні в дрібносерійному виробництві, у більшості випадків виявляються непрогресивними і недоцільними в умовах крупносерійного і масового виробництва, і навпаки. Цим пояснюється розходження виробничих методів і шляхів розвитку холодного штампування в масовому і дрібносерійному виробництві.
У крупносерійному і масовому виробництві розвиток холодного штампування характеризується:
1) застосуванням складних суміщено-комбінованих штампів:
2) застосуванням багатопозиційного послідовного штампування в стрічці;
3) механізацією й автоматизацією процесів штампування;
4) створенням швидкохідних автоматичних пресів і спеціальних автоматів;
5) удосконалюванням і розвитком методів, що дають підвищену точність і продуктивність і металів, що заміняють обробку, різанням (чистова вирубка, зачищення в штампах, холодне видавлювання).
У дрібносерійному й одиничному (досвідченому) виробництві холодне листове штампування характеризується використанням універсальних і дешевих спрощених штампів (пластинчастих, листових, неметалічних), а також застосуванням нових технологічних методів (штампування гумою, гідравлічного штампування, штампування вибухом, гідроелектричним розрядом, магнітними імпульсами й ін.).
Характеристикою серійності в штампувальному виробництві є коефіцієнт серійності, що виражається кількістю операцій, закріплених за пресом, і орієнтований річний випуск деталей що штампуються.
2. КЛАСИФІКАЦІЯ ПРОЦЕСІВ І ОПЕРАЦІЙ
Внаслідок зміни форми при різних штампових роботах процеси листової штамповки розбиваються на окремі групи і види операцій.
Процес штамповки може полягати в роз’єднанні матеріалу, тобто доведення металу до його місцевого руйнування, або в зміні форми заготовки чи в їх комбінації.
Холодне листове штампування поєднує велику кількість різноманітних операцій, що можуть бути систематизовані по технологічних ознаках.
По характеру деформацій холодне штампування поділяється на дві основні групи: деформації з поділом матеріалу і пластичні деформації.
Перша група поєднує деформації, що приводять до місцевого роз'єднання матеріалу шляхом зрізу і відділення однієї його частини від іншої. Група пластичних деформацій холодного листового штампування включає операції по зміні форми гнутих і порожніх листових деталей.
Є чотири основних види деформацій холодного листового штампування:
1) різання — відділення однієї частини матеріалу від іншої по замкнутому чи незамкнутому контурі;
2) гнучке — перетворення плоскої заготівлі у вигнуту деталь;
3) витяжка — перетворення плоскої заготівлі в порожню деталь будь-якої чи форми подальша зміна її розмірів;
4) формування — зміна форми чи деталі .заготівлі шляхом місцевих деформацій різного характеру.
Кожний з основних видів деформацій холодного штампування підрозділяється на ряд окремих конкретних операцій, який характеризується особливістю і призначенням роботи, а також типом штампа.
Всі холодноштампові роботи можуть бути розбиті на основні групи: роз'єднувальні, формозмінні, комбіновані і штампо-збірні операції пресувальників.
До роз'єднувальних операцій, пов'язаних з відділенням однієї частини матеріалу від іншої по замкнутому або незамкнутому контуру, відносяться: відрізка, вирубка, пробивка, надрізка, розрізання, обрізання, зачистка і просічення.
До формозмінних і пресуючих операцій, в процесі яких плоска або порожниста заготовка перетворюється на просторову деталь необхідної форми без зміни товщини матеріалу, відносяться: згин, витяжка, правка, рельєфне штампування, відбортовка, формовка. До операцій пресувальників, пов'язаних із зміною товщини листової заготовки, відносяться: чеканка, розмітка, таврування (маркіровка) і холодне витискання.
Комбіноване штампування є поєднанням декількох технологічно різних окремих операцій штампування, наприклад: відрізки і згину, вирубки і витяжки, витяжки і рельєфного штампування та інших технологічно можливих комбінацій.
По способі сполучення операцій комбіноване штампування розділяється на три групи:
1) суміщену;
2) послідовну;
3) суміщено-послідовну.
При суміщеному штампуванні одночасно виконується кілька різних операцій за один хід преса і за одну установку заготівлі в штампі.
Послідовне штампування поєднує кілька різних операцій, здійснюваних послідовно окремими пуансонами за кілька ходів преса при переміщенні заготівлі між ними; причому за кожен хід преса виходить готова деталь.
При суміщено-послідовному штампуванні виконується кілька різних операцій шляхом сполучення в одному штампі сполученого і послідовного штампування Практично здійсненна велика кількість різноманітних типів комбінованого штампування і штампів. Тому надалі будуть розглянуті лише найбільш розповсюджені операції комбінованого штампування.
Крім штампувальних операцій у холодному штампуванні застосовуються заготівельні, давильно-накатні, допоміжні, термічні й оздоблювальні операції.
3. ТЕХНОЛОГІЧНІСТЬ ШТАМПОВАНИХ ЛИСТОВИХ
ДЕТАЛЕЙ
Проектування технологічного процесу починається з складання маршрутної технології на підставі затверджених робочих креслень виробу. Робочі креслення повинні задовольняти не тільки вимоги, пов'язані з призначенням виробу і умови його експлуатації, але і вимоги технологічності конструкції. Останнє означає, що виріб (або деталь) повинен бути сконструйований так, щоб його можна було швидко освоїти у виробництві і виготовити найекономічнішим методом. Для цього доводиться вирішувати ряд питань, пов'язаних з проектуванням технологічних процесів, паралельно з конструюванням виробів або деталі, тобто задовго до формального початку роботи по безпосередньому складанню технологічного процесу.
3.1. КОНСТРУКТИВНІ І ТЕХНОЛОГІЧНІ ВИМОГИ ДО ШТАМПОВАНИХ ЛИСТОВИХ ДЕТАЛЕЙ
Конструктор, що проектує виріб в цілому або окрему його деталь, повинен забезпечити якнайкращі експлуатаційні умови і передбачити їх найпростіше, економічніше і швидше виготовлення. Для отримання економічної і раціональної конструкції деталі треба враховувати її форму і розміри, матеріал, допуски, обробку, якість поверхні і ін.
Під технологічністю деталі слід розуміти таке поєднання основних елементів її конструкції, яке забезпечує найбільш просте виготовлення на заводі і високу якість в експлуатації.
При конструюванні штампованих деталей необхідно враховувати технологічні особливості реальних штампованих операцій.
Вимоги до деталей, одержаних шляхом відрізки, вирубки і пробивки.
Конфігурація зовнішнього контура деталі повинна бути такою, щоб кількість відходів була мінімальною, або, як наголошувалося, вартість матеріалу штампованих деталей складає нерідко 70-80% від загальної вартості деталі. Одночасно з цим вона повинна також забезпечувати найвищу стійкість штампу при найменшій його вартості і при отриманні високоякісних деталей. Для виконання цих вимог необхідно дотримуватись наступних основних правил оформлення конфігурації деталі.
1. Форма деталі повинна бути по можливості простою, без різких переходів, вузьких і довгих відкритих прорізів і консольних ділянок
2.Сторони вирубаного контура повинні сполучатися плавними кривими можливо більшого радіусу, оскільки малі радіуси знижують стійкість штампа.
Застосовуються і інші види біметалів, наприклад поєднання вуглецевої сталі з нержавіючою, вуглецевої сталі з нікелем і ін.
3.2. СОРТАМЕНТ ЛИСТОВИХ МАТЕРІАЛІВ
По вигляду заготовки вживаний в штампувальному виробництві матеріал розділяється на листи, смуги, стрічки і штучні заготовки.
Найпоширенішим сортаментом матеріалів для листового штампування є листи, нарізувані на смуги і стрічки. Для витяжних робіт іноді доцільно застосовувати спеціально нарізані штучні заготовки.
Нормальні розміри листів — 710×1420, 1000×2000, 1250×2500, 1500×3000, 2000×5000мм. По особливому замовленню згідно ГОСТам випускаються листи і наднормальних розмірів.
Смуги виготовляються шириною до 200мм і завдовжки до 2000мм (довжина листа).
Стрічки виготовляються різної ширини (до 2300мм) і завдовжки в декілька десятків метрів, у зв'язку з чим вони застосовуються у вигляді рулонів. Довжина рулону стрічки з тонких матеріалів доходить до 300м.
У масовому виробництві найдоцільнішим є стрічково-рулонний матеріал, оскільки для кожного розміру заготовки можна замовити стрічку відповідної ширини, скорочуючи таким чином до мінімуму відходи і одержуючи якісніший і рівномірний по товщині матеріал. Крім того, стрічка дає можливість широко користуватися різними типами автоматичних подач, які значно збільшують продуктивність, зменшують витрати на робочу силу і сприяють забезпеченню безпеки в роботі. Застосування стрічки дозволяє перейти і на багатопресове обслуговування.
Матеріал у вигляді нарізаних кругів або іншої форми заготовок набуває особливого значення тоді, коли доводиться мати справу з великими заготовками з кольорових дорогих металів. Заготовки тоді вирубуються на прокатному заводі і штампувальні цехи позбавляються від трудомістких робіт упаковки і транспортуванню відходів після вирубки.
4. Аналіз конструктивних особливостей деталі
4.1. Призначення і характеристика деталі
Деталь „Планка-фіксатор” призначена для закріплення відбивача, розсіювача, скляного ковпака або інших складових елементів габаритного світлотехнічного обладнання загального призначення (прожектор, ліхтар). Кріплення планки-фіксатора до основного корпуса або складових обладнання здійснюється заклепковим чи болтовим з’єднанням, для чого відповідно в даній деталі за 7-м квалітетом точності виконані два наскрізні отвори Ø6Н7. Вибір відноситься до дрібних деталей, загальні габаритні розміри 70×30 мм.
4.2. Аналіз технічних вимог і механічних властивостей деталі
Технічні вимоги на виготовлення даної деталі регламентують марку матеріалу, шорсткість оброблюваних поверхонь, квалітет точності та припуски на розміри і товщину листа прокату.
Загальна шорсткість оброблюваних поверхонь повинна відповідати 6-му класу Ra = 2,5. Усі розміри оброблюваних поверхонь, крім центрувального й кріпильного отворів, виконується за 14-м квалітетом точності. Товщина листового матеріалу – 2мм.
Для деталі використовують сталь Ст3кп. Даний матеріал відноситься до вуглецевих конструкційних сталей звичайної якості, механічні властивості й хімічний склад яких регламентується згідно з ГОСТом 380-88. Степінь розкислення – кипляча (кп). Порядковий номер маркування сталі (3) вказує порядок зростання вмісту вуглецю і підвищення характеристик міцності. В сталях даного класу допускається порівняно високий вміст різних домішок.
Сталь Ст3 буває групи А (постачання за механічними властивостями), групи Б (постачання за хімічним складом) і групи В (постачання за механічними властивостями і додатковими вимогами до хімічного складу).
Сталь Ст3 є найпоширенішою у промисловості завдяки своїм задовільним механічним і хімічним властивостям та одночасній відносній дешевизні. Хімічні і механічні властивості матеріалу зведено у таблиці 1, 2 .
Таблиця 1
Хімічний склад вуглецевої сталі звичайної якості (ГОСТ 380-88)
Марка
матеріалу
Вміст хімічних елементів
C, %
Mn, %
Si, %
S, %
P, %
Cr, %
Ni, %
не більше
Ст3кп
0,14÷0,22
0,30÷0,65
0,07
0,05
0,04
0,3
0,3
Таблиця 2
Механічні властивості вуглецевої сталі звичайної якості (ГОСТ 380-88)
Марка матеріалу
Параметри
σв, МПа
σт, МПа
δ, %
Ст3
360÷460
235
27
4.3. Аналіз технологічності конструкції деталі
Аналізуючи конструктивні особливості деталі можна зробити висновок, що конфігурація зовнішнього контуру є простою й не викликає ніяких труднощів при обробці.
Точність розмірів і шорсткість поверхонь даної деталі забезпечується вирубуванням і не потребують подальшої механічної обробки. Деталь „Планка-фіксатор” завдяки своїм габаритним розмірам можна обробляти з середньою точністю штампування (5÷7-й класи) як на роздільних, так і на послідовно діючих штампах.
Отже, даний вибір є високотехнологічним і простим за конструкцією й допускає високопродуктивні методи обробки.
5. Вибір заготовки
5.1. Вибір листового прокату
Для виготовлення деталі „Планка-фіксатор” із асортименту листового матеріалу призначаємо лист з номінальними розмірами 1500×3000 мм.
Перед штампуванням доцільно провести розкрій листового матеріалу. При штампуванні невеликих деталей, якою є даний виріб, найбільш раціональним є багаторядний розкрій. Попереднє розрізання листа на смугу здійснюється на гільйотинних ножицях.
5.2. Розробка схеми розкрою матеріалу
При розробці розкрою листового матеріалу використовуємо безвихідну схему розкрою, яка не потребує перемичок.
З метою зменшення кількості відходів розкрій доцільно проводити в поперечному напрямі. Схема розкрою листа зображена на рис.2.
Кількість деталей nд, що отримується з однієї смуги, можна визначити за наступною залежністю.
,
де– ширина листа без відходів по ширині, мм;
а – ширина перемички (в нашому випадку а=2,3), мм;
А – крок подачі при вирубуванні, мм;
В – повна ширина листа, мм;
с1 – відходи по ширині листа, мм;
D – діаметр або ширина деталі, що штампується, мм.
Формулу підстановки конкретних даних у залежність обчислимо кількість отриманих деталей.
.
Шляхом підстановки конкретних даних у залежність обчислимо кількість отриманих деталей.
шт.
Кількість смуг, отриманих з листа, можна обчислити за формулою:
,
де L1 - довжина листа без відходів по довжині листа, мм;
Во - ширина смуги, мм.
шт.
Загальна кількість деталей Nдз листа
.
шт.
5.3. Розрахунок коефіцієнту використання матеріалу
Коефіцієнт використання матеріалу при поперечному розкроюванні листа визначається за формулою:
де Fд – корисна площа деталі, мм²;
Fл – площа листа, мм².
Загальна площа листа рівна:
, мм²
Корисна площа деталі:
, мм²
Відповідно коефіцієнт використання матеріалу:
.
, мм²
, мм²
, мм²
, мм²
, мм²
KL=780
KL=
ML= ,
KL= , мм²
, мм²
6. Визначення зусилля формоутворення й затрачуваної роботи.
6.1. Розрахунок зусилля вирубування
.
Технологічне зусилля різання при штампуванні:
,
де k – поправочний коефіцієнт опору зрізу, k=1…1,3;
u – довжина контуру (периметр) деталі, що вирубується, мм;
s – товщина матеріалу листа (стрічки), мм;
τ0 – опір зрізу (вирубуванню) при лабораторних (ідеальних) умовах роботи, МПа.
Обробку даної деталі проводять на штампі послідовної дії, на якому попередньо пробивають два отвори, а потім відрізають пластини. Відповідно зусилля штампування на першому етапі обробки:
,
мм; МПа,
Відповідно зусилля пробивання Рр3 Р2
кН.
Зусилля штампування на другому етапі обробки:
,
мм;
Зусилля вирубування:
КН,
Сумарне (максимальне) зусилля штампування:
,
кн.
6.2. Розрахунок затрачуваної роботи на штампування
Затрачувану роботу різання при штампуванні можна визначити згідно
рекомендацій, значення якої рівне:
,
де λ – відношення середнього зусилля до максимального, λ=0,5;
Р – максимальне зусилля, Н;
Згідно з розрахунками Р=117 Н. Отже, робота різання при штампуванні рівна:
Дж.
6.3. Визначення зусилля знімання (проштовхування) деталі
В нашому випадку відбувається проштовхування матеріалу заготовки пуансоном крізь матрицю (відходи), а також зняття заготовки з попереднього пробитими отворами з пуансона. Зусилля проштовхування орієнтовно можна визначити:
,
де σт – межа текучості матеріалу, МПа;
μпр – коефіцієнт тертя при проштовхуванні, μпр =0,2...0,3.
кН.
Зусилля зняття деталі з пуансона:
де - поправочний коефіцієнт, =0,07;
Н.
Відповідно:
Н
Кількість смуг, отриманих з листа, можна обчислити за формулою:
,
де L1 - довжина листа без відходів по довжині листа, мм;
Во - ширина смуги, мм.
шт.
КН,
Сумарне (максимальне) зусилля штампування:
,
кН.
6.3. Визначення зусилля знімання (проштовхування) деталі
В нашому випадку відбувається проштовхування матеріалу заготовки пуансоном крізь матрицю (відходи), а також зняття заготовки з попереднього пробитими отворами з пуансона. Зусилля проштовхування орієнтовно можна визначити:
,
де σт – межа текучості матеріалу, МПа;
μпр – коефіцієнт тертя при проштовхуванні, μпр =0,2...0,3.
кН.
Зусилля зняття деталі з пуансона:
де - поправочний коефіцієнт, =0,07;
Н.
Відповідно:
Н
7. Розрахунок та конструювання штампа
7.1. Визначення центра тиску штампа
При штампуванні деталі з симетричним контуром центр тиску буде знаходитися в центрі контуру. В даному випадку отвори, що пробиваються, є однаковими за розміром, тобто існує вісь симетрії. Відповідно центр тиску штампа знаходиться на осі посередині між отворами (рис.7.1).
7.1 Схема визначення центра тиску штампа
7.2. Визначення закритої висоти штампа
Попередньо для даного технологічного процесу штампування, виходячи із потрібного зусилля Р=7,2 тс., приймемо обладнання – прес із нерухомим столом КД2120.
У пресах з нерухомим столом межі зміни закритої висоти штампа визначаються тільки величиною регулювання довжини шатуна. Відповідно найбільша закрита висота штампа:
де Н – номінальна закрита висота, Н=200;
- товщина під штампової плити, =32 мм.
мм
найменша:
де - регулювання довжини шатуна, =40 мм.
мм.
7.3. Вибір зазорів та розмірів пуансона й матриці
Під час визначення робочих розмірів пуансонів та матриць для розділюючи операцій потрібно виходити з розмірів виробу, його точності та характеру
спрацювання штампа.
Діаметр пуансона рівний:
.
Діаметр матриці:
де - діаметри пуансона і матриці, мм;
- номінальний діаметр виробу, мм;
- мінімальний (гарантований) зазор між пуансоном і матрицею, мм;
- припуск на зношування інструменту, мм;
, - допуск на виготовлення пуансона і матриці, мм.
Допуски та припуски на розміри пуансона та матриці визначаємо згідно з рекомендаціями. Відповідно припуск на зношування інструмента:
,
де - допуск на розмір отвору, =0,015 мм.
Відповідно: =0,014 мм; =0,12 мм; =0,018 мм; =0,018 мм.
Отже, діаметр пуансона:
мм;
Діаметр матриці:
мм;
7.4. Визначення стійкості штампа
Стійкість штампів можна підвищити використовуючи металокерамічний твердосплавний матеріал типу ВК15ВСЮ, ВК20, ВК20ВС, ВК25ВС, а також
армування твердосплавним матеріалом. Відповідний матеріал робочих елементів і наявність направляючих втулок для пуансона підвищує стійкість штампа в 30-40 разів.
Так як виконується технологічний процес пробивки отвору невеликого діаметра Ø6мм, то доцільно провести перевірку пуансона на міцність.
Для пробивки умова міцності пуансона має вигляд:
,
де F – площа найменшого поперечного січення пуансона, м²; - напруження стиску в пуансоні, МПа; - допустиме напруження стиску для загартованої сталі.
Приймемо матеріал пуансона – інструментальна сталь У10А, HRC 56-60, =1400 МПа.
Для круглого пуансона:
м².
Напруження стиску:
=17388/0,00002826=615286624,2 Па=116 МПа.
≤ (964≤1400) – умова виконується, отже міцність пуансона забезпечена.
7.5. Розрахунок конструктивних елементів штампа
Для притискання матеріалу заготовки, що підлягає штампуванню, зняття виробу чи заготовки з пуансона, для виштовхування виробу з матриці використовують різні прижими, знімачі, які називають буферними пристроями (ГОСТ 22183-76, ГОСТ 22202-76). Буферами можуть бути гумові, поліуретанові, металеві пружні елементи, а також пневматичні і гідравлічні пристрої. Останні є дорогими, а тому в пресах простої дії рекомендовано використовувати перші типи буферних пристроїв.
Важливою умовою розрахунку буферної пружини є те, що зусилля зняття виробу повинно бути меншим зусилля, що розвиває буфер Qзн< Рб .
Гвинтові циліндричні пружини для буферів виготовляють з дроту круглого,
квадратного, прямокутного перерізів (ГОСТ 18793-73). Матеріалом для пружин є пружинна сталь марок 65Г, 60С2, 60С2А. Пружини гартують в маслі з відпуском, після чого твердість складає HRC 38 - 45.
Зусилля, що розвиває буфер для пружин із круглим поперечним перерізом:
мм
d - діаметр поперечного перерізу витка пружини, мм;
Dcp - середній діаметр пружини, мм;
- допустиме напруження на кручення (500 МПа для сталі 65Г; 550-650
МПа для сталей 60С2, 60С2А).
7.6. Опис побудови та принцип роботи штампа
Згідно з попереднім аналізом та розрахунками розробляємо технологічну схему штампування (рис.2).
Рис. 2 Технологічна схема штампа послідовної дії
Штампування здійснюється на штампі послідовної дії. Принцип роботи штампа полягає в наступному: заготовка 3 у вигляді смуги, попередньо нарізаної з листа, подається в робочий простір пробивними пуансонами 2 і матрицею 10. На першому етапі штампування пробивні пуансони 2 пробивають два отвори 7. Знімач 4 з буферним елементом 7 забезпечує зняття заготовки з пробивних пуансонів і утримує її на матриці. Відходи 5 видаляються через провальні отвори 6.
Надалі механізм подачі направляє заготовку 3 з попередньо пробитими отворами до вирубного пуансона 1, який відокремлює готовий виріб 8 від основної заготовки. Деталь видаляється з штампа через провальний отвір 9. Повний технологічний процес штампування здійснюється за два ходи повзуна.
8. Вибір обладнання і його технічна характеристика
Згідно з попередньо проведеними розрахунками, по максимальному зусиллю вирубування Р=7.2 тс., остаточно приймаємо модель пресового обладнання. Приймаємо кривошипний двостійковий непохилий прес із нерухомим столом мод. КД2120.
Технічні й конструктивні характеристики якого такі:
Номінальне зусилля вирубування Р, тс=10.
Хід внутрішнього і зовнішнього повзунів:
найменший , мм=5.
найбільший , мм=50.
Частота руху повзуна n, об/хв.=120.
Номінальна закрита висота Н, мм=200.
Товщина під штампової плити , мм=32.
Регулювання довжини шатуна , мм=40.
Виліт (відстань від осі повзуна до станини) R, мм=130.
Відстань між стійками , мм=170.
Розмір стола:
довжина , мм=360.
ширина , мм=240.
Габаритні розміри преса:
довжина , мм=965.
ширина , мм=1045.
висота над рівнем підлоги , мм=1790.
Рівень стола , мм=745.
Потужність двигуна головного привода, , кВ
Висновок
У результаті виконання даної курсової роботи набуто практичних навиків щодо технологічної підготовки виробництва для листового штампування. В ході роботи проведено розрахунки основних режимів та зусиль різання, міцнісний розрахунок найбільш навантажених елементів обладнання. В результаті проведеного аналізу конструктивних особливостей деталі та наступних розрахунків було розроблено технологічну схему штампування та здійснено вибір обладнання.
Список використаної літератури
Зубцов М.Е. Листовая штамповка. 3-е изд., перераб. и доп. – Л.: Машиностроение, 1980. – 432 с.
Ковка и штамповка: Справочник. – В 4 т. Т. 4. Листовая штамповка / Под ред. А.Д. Матвееве. – М.: Машиностроение, 1987. – 544 с.
Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. – Л.: Машиностроение, 1979. – 520 с.
Технология листовой штамповки / Под ред. В.И.Стеблюк, - К.: Вища школа, 1983. – 279 с.
29.03.2013 22:03-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора