Технологические требования к конструкции штампованных деталей (часть 2) - Технология - Скачать бесплатно
Вторая часть к диплому «Технологические требования к конструкции
штампованных деталей». Первую ищите на том же сайте, под таким же
названием, вместе не помещаються (
3.2.5. Конструирование штампов.
3.2.5.1. Штамп для вытяжки..
Расчет исполнительных размеров рабочих частей пуансона и матрицы
вытяжного штампа ((1(, стр. 410, табл. 195).
Вытяжка деталей с допуском по наружному размеру:
Lм = (L - ()+(м; Lп = (L - ( - Z)-(п
(3. 25), (3. 26)
где (м – допуск на изготовление матрицы, (м = 0,14 ((1(, стр. 411,
табл. 196);
(п - допуск на изготовление пуансона, (п = 0,09 ((1(, стр. 411, табл.
196);
Z – величина зазора, Z = S + (,
где ( - верхнее отклонение допуска на толщину материала
( = 0,1S, тогда Z = 1,65 мм
1) Размер 692,5-0,8 ( ( = 0,8
Lм = (692,5 – 0,8)+0,14 = 691,7+0,14 мм,
Lп = (692,5 – 0,8 – 1,65)-0,09 = 690,05-0,09 мм
2) Размер 284-0,8 ( ( = 0,8
Lм = (284 – 0,8)+0,14 = 283,2+0,14 мм,
Lп = (284 – 0,8 – 1,65)-0,09 = 281,55-0,09 мм
Вытяжка деталей с допуском по внутреннему размеру (ребра жесткости):
Lм = (L + Z)+(м; Lп = L-(п
(3. 27), (3. 28)
1) Размер 460+0.8 ( ( = 0,8
Lм = (460 + 1,65)+0,14 = 461,65+0,14 мм,
Lп = 460-0,09 мм
2) Размер 15+0.8 ( ( = 0,8
Lм = (15 + 1,65)+0,14 = 16,65+0,14 мм,
Lп = 15-0,09 мм
Остальные элементы деталей высчитываются аналогично.
3.2.5.2. Штамп для гибки.
Расчет исполнительных размеров рабочих частей пуансона и матрицы
гибочного штампа:
Поскольку заданы внутренние радиусы гиба, изготовляется пуансон по
заданным размерам детали с допуском на изготовление пуансона (п = 0,09
Lп = L-(п
(3. 29)
Матрица пригоняется к пуанону с требуемым размером
Z = 1,65 мм
Rп = 450-0,09
Rм = (450 - 1,65)+0,14 = 448,35+0,14 мм
3.3. Деталь «Крышка».
Деталь типа Крышка изготовляется из материала Лист АМГ6 М – 1,5 ГОСТ
21631 – 76, толщина материала S = 1,5 мм.
Материал – алюминий.
рис. 3.10. Эскиз детали.
3.3.1. Анализ технологичности формы и конструктивных элементов детали.
((1(, стр. 280-281)
1. Радиусы закруглений у дна должны быть
r ( (2 ( 4) S = (2 ( 4)1,5 = 3(6 мм. В нашем случае R = 40 мм, что
удовлетворяет условию.
2. Наименьшие радиусы пробиваемых отверстий должны быть не менее S, то
есть 1,5 мм.
3. Расстояние от стенки до края отверстия с ( r + 0,5S = 40 + 0,75 =
40,75 мм.
Исходя из изложенных ранее технологических требований делаем вывод, что
деталь технологична и ее изготавливать возможно методом холодной штамповки.
3.3.2. Определение формы и размеров заготовки. Расход материала. ((1(,
стр. 284)
Основным правилом для определения размеров заготовок при вытяжке
является равенство объемов заготовки и детали, так как в процессе
пластической деформации объем металла остается постоянным.
Для определения ширины полосы и шага вырубки необходимо определить
наименьшую величину перемычки ((1(, стр. 292, табл. 139), при S = 1,5 мм, а
= в = 1,4 мм.
Таким образом, можем принять размеры перемычки 1,5 мм для удобства
изготовления и простоты расчетов.
Вместо вычисления диаметра заготовки мы разбиваем деталь на
элементарные части.
Диаметр заготовки определяем разбив деталь на элементарные части ((1(,
стр. 92, табл. 31):
1) F1 = ( d h = ( 2R h = ( ( 2 ( 270 ( 30 = 50868 мм2
(3. 30)
[pic]
рис. 3.11. Отдельный элемент детали.
2) F2 = ( (dL + 2rh)
(3. 31)
[pic]
рис. 3.12. Радиусы закруглений дна.
L = 0,017 r ( = 0,017 ( 40 ( 64 = 43,52 мм, тогда
F2 = ( (200 ( 43,25 + 2 ( 40 ( 34) = 35871,36 мм2
3) F3 = ( d h
(3. 32)
Причем с учетом технологического припуска h = 4 + 10 = 14 мм
F3 = ( ( 280 ( 14 = 12308,8 мм2
Тогда по формуле ((1(, стр. 98):
Dд = 1,13 [pic],
(3. 33)
где Fp – сумма расчетных площадей вытянутой детали;
( - коэффициент увеличения поверхности, ( = 1
Dд = 1,13 [pic] = 355,6 мм
Находим ширину полосы по формуле ((1(, стр. 296):
B = D + 2 (b + (ш) + Z,
(3. 34)
где (ш – односторонний допуск на ширину полосы ((1(, стр. 297, табл.
144), (ш = 1,2 мм;
Z – гарантийный зазор между направляющими и наибольшей возможной
шириной полосы ((1(, стр. 297, табл. 143), Z = 1,5 мм
В = 355,6 + 2 ( 1,5 + 1,2 ) + 1,5 = 362,5 мм
Оценку экономичности производим при помощи коэффициента раскроя ((1(,
стр. 287):
кр = (f n / B h) 100%,
(3. 35)
где f – площадь поверхности детали, f = 99048,16 мм2;
h – шаг вырубки, h = D + a = 355,6 + 1,5 ( 357 мм
кр = (99048,16 ( 1 / 357 ( 362,5) 100% = 76,5%
Величина полезного использования металла определяется общим
коэффициентом использования ((1(, стр. 290) по формуле:
ки = [pic],
(3. 36)
где m – количество деталей, полученных из листа,
A ( C – размеры листа, A ( C = 1500 ( 3000 мм, ГОСТ 19903 – 74.
Из листа получаем 8 полос, из полосы получаем 4 детали.
m = 8 ( 4 = 32 детали
ки = [pic] = 70,4%
Концевые отходы (полосы шириной 96 и 72 мм) используются для
изготовления деталей в цехах средней и мелкой штамповки.
3.3.3 Разработка технологического процесса.
Технологический процесс:
1. Резка листа на полосы. Ножницы гильотинные.
2. Штамповка. Вырубка.
3. Штамповка. Вытяжка. Так как m = d / D = 280 / 355,6 = 0,78 вытяжку
производим за один переход.
4. Штамповка. Пробивка отверстия диаметром 60 мм.
3.3.4. Выбор оборудования. Расчет усилия пресса.
3.3.4.1. Усилие для вырубки.
Операция вырубка заготовки диаметром 355,6 мм:
Усилие среза ((1(, стр. 16):
Рср = L S (ср,
(3. 37)
где (ср – сопротивление срезу, (ср = 7 кг / мм2;
S – толщина детали, S = 1,5 мм;
L – периметр среза, L = ( d = ( 355,6 = 1116,58 мм;
Рср = 1116,58 ( 1,5 ( 7 = 11724,1 кгс
Полное усилие вырубки составляет
Р = 1,3 Рср = 1,3 ( 11724,1 = 15241,37 кгс
(3. 38)
Выбираем пресс усилием 16 т. с.
Штамп устанавливается на 16 т. с. пресс модели - КД 23221 – пресс одно-
кривошипный открытый простого действия двухстоячный наклоненный:
|Номинальное усилие на внутреннем ползуне пресса, кН |160 |
|Ход, мм |5…55 |
|Число ходов в минуту |160 |
|Число одиночных ходов в минуту |50 |
|Габаритные размеры |
|1100 ( 1130 ( 1865 |
3.3.4.2. Усилие для вытяжки.
Определяем усилие вытяжки ((1(, стр. 172):
Рв = ( d S (в K,
(3. 39)
где К – коэффициент вытяжки при m = 0,78 К = 0,5;
d – диаметр детали;
S – толщина материала;
(в = 11 кгс / мм2
Рв = ( ( 280 ( 1,5 ( 11 ( 0,5 = 7253,4 кг
Исходя из конструктивных особенностей пресса, величины хода, размеров
рабочего стола, выбираем пресс усилием 40 т. с.
Штамп устанавливается на 40 т. с. пресс модели КД2126К – пресс одно-
кривошипный с С-образной станиной простого действия:
|Номинальное усилие на внутреннем ползуне пресса, кН |400 |
|Число ходов ползуна в минуту в автоматическом режиме |140 |
|Число ходов ползуна в минуту в одиночном режиме |50 |
|Ход ползуна, мм |10…80 |
|Наибольшее расстояние между столом и ползуном в его нижнем |280 |
|положении при наибольшем ходе, мм | |
|Мощность электродвигателя, кВт |4,5 |
3.3.4.3. Усилие для пробивки отверстия.
Усилие пробивки отверстия диаметром 60 мм:
Рср = L S (ср = ( ( 60 ( 1,5 ( 7 = 1978,2 кг
(3. 40)
Полное усилие пробивки:
Р = 1,3 Рср = 1,3 ( 1978,2 = 2571,66 кг
(3. 41)
3.3.5. Конструирование штампов.
3.3.5.1. Штамп для вырубки.
Расчет исполнительных размеров рабочих частей пуансона и матрицы
вырубного штампа ((1(, стр. 408):
Вырубка наружного контура размером 355,6-1:
Dм = (D - ()+(м; Dп = (D - ( - Z)-(п,
(3. 42), (3. 43)
где (м – допуск на изготовление матрицы, (м = 0,03 ((1(, стр. 409,
табл. 194);
(п - допуск на изготовление пуансона, (п = 0,02 ((1(, стр. 409, табл.
194);
Z – величина двустороннего зазора, Z = 0,1 мм;
( - допуск на изготовление диаметра, ( = 1
Dм = (355,6 – 1)+0,03 = 354,6+0,03 мм,
Dп = (355,6 – 1 – 0,1)-0,02 = 354,5-0,02 мм
3.3.5.2. Штамп для пробивки.
Пробивка отверстия диаметром 60+0,74:
dм = (d + ( + Z )+(м; dп = ( d – ( )-(п
(3. 44), (3. 45)
dм = (60 + 0,74 + 0,1 )+0,03 = 60,84+0,03 мм
dп = (60 – 0,74 )-0,02 = 60,74-0,02 мм
3.3.5.3. Штамп для вытяжки.
1) Расчет исполнительных размеров пуансона и матрицы с допуском по
внутреннему контуру диаметр 277+1,3:
dм = (d + Z)+(м; dп = d-(п,
(3. 46), (3. 47)
где Z – зазор между пуансоном и матрицей ((1(, стр. 183), Z = S + (,
где ( - верхнее отклонение допуска на величину материала, при S = 1,5
мм, ( = 0,15 мм Z = 1,5 + 0,15 = 1,65 мм;
(м – допуск на изготовление матрицы, (м = 0,14;
(п - допуск на изготовление пуансона, (п = 0,09
dм = ( 277 + 1,3)+0,14;
dп = 277-0,09
2) Оптимальное значение радиуса закругления вытяжной кромки матрицы
((1(, стр. 179), при относительной толщине вытяжки ( S / D ) 100 = 0,42:
rм = 8 S = 8 ( 1,5 = 12 мм
3.4. Деталь «Пластина».
Деталь типа Пластина изготовляется из материала сталь 3, толщина листа
S = 6 мм.
рис. 3.13. Эскиз детали.
3.4.1. Анализ технологичности формы и конструктивных элементов детали.
((1(, стр. 280-281)
Исходя из технологических требований делаем вывод, что деталь
технологична и ее изготовление возможно путем холодной штамповки.
3.4.2. Определение формы и размеров заготовки. Расход материала. ((1(,
стр. 284)
Для определения ширины полосы и шага вырубки необходимо определить
наименьшую величину перемычек ((1(, стр. 292, табл. 139), при S = 6 мм, а =
b= 3,5 мм.
[pic]
рис.3.14. Раскрой материала.
Исходя из этого ширина полосы определяется по формуле ((1(, стр. 296):
В = L + 2 (b + (ш) + Z,
(3. 48)
где (ш – односторонний допуск на ширину полосы ((1(, стр. 297, табл.
144), (ш = 3 мм;
Z – гарантийный зазор между направляющими и наибольшей возможной
шириной полосы ((1(, стр. 297, табл. 143), Z = 1,5 мм
В = 347 + 2 ( 3,5 + 3 ) + 1,5 = 361,5 мм
Выбираем полосу шириной 362-1 мм.
Оценку экономичности производим посредством коэффициента раскроя ((1(,
стр. 287):
кр = (f n / B h) 100%,
(3. 49)
где f – площадь поверхности детали, для определения площади поверхности
детали разобьем ее на элементарные части:
f = F – f1 – f2 – f3 – f4 – f5 = 347 ( 210 – ( 54 ( 172 ) / 2 - 86 ( 12
– 84 ( 6 – ( 100 ( 100 ) / 2 - ( 98 ( 70 ) / 2 = 58260 мм2;
h – шаг вырубки, h = 210 + 3,5 = 213,5 мм;
В – ширина полосы, В = 362 мм
кр = (58260 ( 1 / 362 ( 213,5) 100% = 75,4%
Величина полезного использования металла определяется общим
коэффициентом использования ((1(, стр. 290) по формуле:
ки = [pic],
(3. 50)
где m – количество деталей, полученных из листа,
A ( C – размеры листа, A ( C = 1500 ( 3000 мм, ГОСТ 19903 – 74;
[pic]
рис. 3.15. Раскрой листа на полосы.
Из листа получаем 8 полос, из полосы получаем 7 деталей.
m =8 ( 7 = 56 деталей
ки = [pic] = 75,1%
Так как вырубка из полосы неудобна из-за тяжести полосы будем
производить вырубку детали из карточки. Для уменьшения расхода материала
будем изготавливать 2 детали из 1 карточки, тогда ширина карточки такая же
как ширина полосы 362-1 мм, а длина карточки 2 ( 210 + 3,5 ( 3 = 430,5 мм.
Принимаем ширину карточки 431-1 мм.
Тогда оценку экономичности производим общим коэффициентом
использования:
ки = [pic],
(3. 51)
В нашем случае:
1-й вариант
[pic]
рис. 3.15.а Раскрой листа на полосы.
При резке полосы на карточки остается отход величиной 207 мм , тогда 6
( 8 = 48 деталей
2-й вариант
[pic]
рис. 3.15.б Раскрой листа на полосы.
6 ( 4 ( 2 = 48 деталей
ки = [pic] = 62,14%
Концевые отходы (полосы шириной 207 и 104 мм) используются для
изготовления деталей в цехах средней и мелкой штамповки.
3.4.3 Разработка технологического процесса.
Технологический процесс:
1. Резка листа на полосы и на карточки. Ножницы гильотинные.
2. Штамповка. Вырубка.
3.4.4. Выбор оборудования. Расчет усилия пресса.
3.4.4.1. Усилие процесса среза (вырубки).
Расчетное усилие процесса среза штамповки с параллельными режущими
кромки определяется по формуле ((1(, стр. 16):
Рср = L S (ср,
(3. 52)
где (ср – сопротивление срезу, (ср = 45 кг / мм2;
S – толщина детали, S = 6 мм;
L – периметр среза, L = ( l = 195 + 120,5 + 180,3 + 26 + 247 +
|
