Деформация

Вариант 7

 

Содержание

 

1.  Определение размеров заготовки 3

 

2.  Раскрой материала 3

 

3. Определение технологических усилий, моментов и работы 5

 

4. Выбор материала для изготовления штампа. 6

 

5. Расчет конструктивных элементов штампа и выбор штампа 7

 

Литература: 11

 

 

1. Определение размеров заготовки

Определение размеров заготовок при  вытяжке основывается на равенстве  объемов массы заготовки и  готовой детали. Для вытяжки без  утонения стенки расчет размеров выполняется  по равенству площадей нейтральных  поверхностей заготовки и детали. Для деталей, имеющих форму тел  вращения, заготовки имеют форму  круга, диаметр D которого определяется уравнением

D = 1,13 × ,

где  f – площадь отдельного элемента поверхности детали, мм².

Для деталей, не являющихся телами вращения, форма заготовки выбирается подобной форме дна детали, а площадь  заготовки – равной площади поверхности  детали с учетом отходов на обрезку.

В нашем случае:

D₀= =1,41d₂=1,41*50 мм=70,5 мм – для круга,

Учитываем припуски на обрезку в размере 3 мм, получим, что диаметр заготовки

Dзаг=70,5+3=73,5≈74 мм

2.  Раскрой материала

Для листовой штамповки выбор исходной заготовки осуществляется путем  анализа возможных вариантов  раскроя материала и определения  оптимального.

В качестве исходных заготовок могут  быть: лист, лента, рулон, полоса, штучная  заготовка. При выполнении контрольной  работы в качестве исходной заготовки  рекомендуется выбирать лист с последующей  резкой на ножницах на полосы.

В качестве исходной заготовки выбираем лист с последующей нарезкой на полосы.

 Сортамент листового проката  приведен в таблице 2.

Таблица 2

Размеры листа, мм
Ширина	Длина
1000	2000
1250	2500
600	2000
1000	1500
1100	2000
1400	1700
1400	2800

 

Так как ширина заготовки 74 мм, то выбираем лист размером 600*2000. Из одного листа получим 8*27=216 заготовок.

В качестве критерия оптимальности используется коэффициент К_И использования материала

К_И = М_Д / Н,

где : М_Д  – масса готового изделия (детали), кг;

Н – норма расхода материала на одно изделие, кг,

Н = М / n_Д,

где: М  – масса единицы листа, рулона и т. п., используемая для штамповки, кг;

n_Д  – число изделий, получаемых в результате раскроя.

Н=3,14*37/227=16,9,

Ки=4300/16,9=255

Вместо значений массы в расчётах подставляем значения площади поверхности, Sповер=3,14*34*34=4300 м².

При штамповке с отходами определяют величину перемычек в зависимости  от габаритных размеров заготовки, вида ее материала и толщины, а также  в зависимости от типа раскроя (прямого, наклонного, встречного, комбинированного и т.п.). При этом определяют возможность  размещения заготовок на плоскости  полосы, относительное расположение пуансонов, упоров и т.п. При штамповке  без перемычек ширина полосы определяется размером штампуемой заготовки.

3. Определение технологических усилий, моментов и работы

Разделительные  операции

Технологическое усилие Р_Т (H) разделительных операций в штампах с металлическими рабочими деталями, у которых соответствующие режущие грани пуансона и матрицы параллельны между собой, вычисляют по формуле

Р_Т  = L × s × s_ср,

где: L – периметр контура вырубки (пробивки, отрезки), мм;

s – толщина штампуемого материала, мм;

s_ср  – сопротивление на срез, МПа.

Р_Т  =2*3,14*37*1,0*320=74355,2 Па.

Для повышения  качества вырубки применяют прижимные  устройства.

Усилие Р_ПРЖ (Н), которое должен обеспечить прижим

Р_ПРЖ = L × s × q_ПРЖ,

где q_ПРЖ, удельное усилие прижима, H/ мм².

Р_ПРЖ =2*3,14*37*1,0*10=2323,6 H/ мм².

Усилие проталкивания Р_ПД детали (отхода) сквозь матрицу определяется по формуле Р_ПД  = К_ПР ×× Р_Т.=0,3*74355,2 =22306,56 мПа

Суммарное усилие Р_ОБЩ штамповки Р_ОБЩ  = Р_Т + Р_ПРЖ + Р_ПД + Р_ПР + Р_СН.

Робщ=74355,2+2323,6+22306,56=98985,36 мПа

Если эти усилия действуют  одновременно, то необходимое усилие пресса вычисляют по формуле Р_ПРЕССА = 1,25 × Р_ОБЩ

 

Р_ПРЕССА = 1,25*98985,36 =123,73 мПа.

При выборе пресса для выполнения технологической  операции необходимо проверить запас  энергии, которой он должен располагать. Для этого вычисляется работа А_Д (Дж) деформирования, необходимая для выполнения операции А_Д  = Р_СР × h_р,

где: Р_СР – усредненное усилие штамповки, кН;

h_р – рабочий ход пуансона, мм.

А_Д  =0,6*123,73*1,0=62,56 мПа.

4. Выбор материала для изготовления  штампа.

Для разделительных операций:

Штампуемые материалы	Рабочие элементы штампа	Марки материалов для изготовления рабочих элементов	HRCэ после термообработки
			матриц	пуансонов
Низкоуглеродистые стали, цветные  металлы до 3 мм	Пуансоны, матрицы, пуансон–матрицы и их секции простой формы	У8А, У10А, 7Х3, 9ХС	57–61	55–59

 

Штампы для формообразующих  операций
Низкоуглеродистые стали, цветные  металлы	Пуансоны, матрицы	У8А, Х12М, 8ХФ, ВК8–ВК30	55–59	53–57

 

Так как у нас латунь Л63, то выберем материал для изготовления штампа У8А – сталь инструментальная углеродистая.

5. Расчет конструктивных элементов штампа и выбор штампа

Выбираем  пресс однокривошипный открытые простого действия ус. 250 кН

Прессы предназначены для выполнения различных операций холодной штамповки  листового материала: вырубки, пробивки, неглубокой вытяжки и т.д. Находят  широкое применение при любом  типе производства: мелкосерийном, серийном, массовом

Особенности конструкции пресса:

• Станина литая, чугунная, коробчатой формы, подвергнута старению для снятия внутренних напряжений, высокая жесткость, сохранение точностных параметров при длительном сроке эксплуатации
• Жестко сблокированная муфта-тормоз обеспечивает надежную остановку ползуна в ВМТ
• Удобная регулировка оптимальных зазоров между рабочими дисками по мере их износа
• Уравновешиватели ползуна, предназначены для устранения влияния веса ползуна и верхней половины штампа на работу пресса и для предотвращения произвольного опускания ползуна в аварийных случаях (обрыв винта шатуна или шпилек)
• Расклинивающее устройство для вывода пресса из распора
• Центральная система смазки основных пар трения
• Электроблокировки для безопасного обслуживания
• Бесконтактный ящик управления
• Оборудование за отдельную плату:
• Наматывающие и разматывающие устройства
• Подушка пневматическая
• Устройство для подачи ленточного материала
• Сдуватель пневматический
• Ножницы для резки отходов ленты
• Система сборки и рециркуляции смазки

Технические характеристики пресса

Параметры пресса	Модель пресса
	КД2124К	КД2324К
Номинальное усилие, кН	250	250
Ход ползуна регулируемый, наибольший, мм	80	80
Ход ползуна регулируемый, наименьший, мм	5	5
Частота хода ползуна, непрерывных, нерегулируемых, мин-1	180	180
Частота хода ползуна, одиночных, мин-1	56	56
Размеры стола, слева-направо, мм	500	500
Размеры стола, спереди назад, мм	340	340
Расстояние от оси ползуна до станины, мм	190	190
Наибольшее расстояние между столом и ползуном в его нижнем положении  при наибольшем ходе, мм	280	280
Расстояние между стойками станины  в свету, мм	250	250
Толщина подштамповой плиты, мм	75	75
Размеры нижней поверхности ползуна, слева-направо, мм	355	355
Размеры нижней поверхности ползуна, спереди-назад, мм	235	235
Давление воздуха в сети пресса, МПа, не менее	0,35	0,35
Давление воздуха в заводской  сети, МПа, не менее	0,8	0,8
Расход сжатого воздуха (в режиме одиночный ход), литр/цикл	0,4	0,4
Размеры отверстия в ползуне под  хвостовик штампа, диаметр, мм	40Н9	40Н9
Размеры отверстия в ползуне под  хвостовик штампа, глубина, мм	60	60
Наибольший ход выталкивателя  в ползуне, мм	30	30
Угол наклона станины, град	0	30
Мощность эл.двигателя привода, кВт пр ПВ=40%	3,2	3,2
Технологическая работа, при непрерывных  ходах, Дж	210	210
Технологическая работа, при одиночных  ходах, Дж	420	420
Габаритные размеры, мм
слева-направо	1200	1200
спереди-назад	1220	1385
высота	2410	2410
Масса, кг	2200	2210

 

 

Литература:

1. Крючков М. А., Ручкин Л. В., Тарасов  Г. Ф.  Технологические процессы и  оборудование пластического деформирования Учеб пособие/САА —Красноярск, 2001 —116с
2. Мельников Э.Л. Справочник по холодной штамповке оболочковых деталей. – 3–е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2003. –288 с., ил.
3. Кузнечно–штамповочное оборудование. Под ред. А. Н. Банкетова и Е. Н. Ланского. – М.: Машиностроение, 1982.
4. Охрименко Я.М. Технология кузнечно–штамповочного производства. – М.: Машиностроение, 1966.
5. Попов Е.А., Сторожев М.В. Теория обработки металлов давлением. – М.: Машиностроение, 1977.– 423 c.
6. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. – Л.: Машиностроение, 1979.– 520 c.
7. Справочник конструктора штампов: Листовая штамповка. Л. И. Рудман, В. Л. Марченко, А. И. Зайчук и др. – М.: Машиностроение, 1988.– 496 c.
8. Мещерин В.Т. Листовая штамповка. Атлас схем. – М.: Машиностроение, 1975.– 227 c.
9. Гибкие технологические системы холодной штамповки. Под ред. С. П. Митрофанова. – Л.: Машиностроение, 1987.– 287 c.