Технологические требования к конструкции штампованных деталей (часть 2) (ch 2)

Посмотреть архив целиком

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 = 36 мм. В нашем случае R = 40 мм, что удовлетворяет условию.

  1. Наименьшие радиусы пробиваемых отверстий должны быть не менее S, то есть 1,5 мм.

  2. 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)


рис. 3.11. Отдельный элемент детали.


  1. F2 = (dL + 2rh) (3. 31)

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 , (3. 33)

где Fp – сумма расчетных площадей вытянутой детали;

 - коэффициент увеличения поверхности, = 1

Dд = 1,13 = 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 = , (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 = = 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 положении при наибольшем ходе, мм

280

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».


Д
еталь 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.


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 = , (3. 50)

где m – количество деталей, полученных из листа,

A C – размеры листа, A C = 1500 3000 мм, ГОСТ 19903 – 74;


рис. 3.15. Раскрой листа на полосы.


Из листа получаем 8 полос, из полосы получаем 7 деталей.

m =8 7 = 56 деталей

ки = = 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 = , (3. 51)

В нашем случае:

1-й вариант