Листовая штамповка

Это сила учитывается при суммарном подсчете как Рр. Сила трения детали о матрицу:

Рпрот=kпрот· Роб, где kпрот=0,04…0,06 — коэффициент силы проталкивания. Рпрот=0,05· 268=13,4 кНРоп=268+13,4+13,4=297,95 кНРабота деформации, совершаемая при выполнении данной операции:

А=С· (Роб+Рр)·hр=0,6·(268+3,15)·2=325,38 кДжгде С=(0,6…0,8) — эмпирический коэффициент для определения работы деформации. hр=2 мм рабочий ход матрицы. А= 0,7· 609,4·1=436,32 кДж8 операция. Отбортовка. Роб=1,2· ·s·в (D-d) = 1,2· 3,14·1,0·300·(136,2−120) =18 312 (Н) = 18,3 (Кн).Работа которую необходимо затратить для совершения данной операции равна.

А = 0,6· 18,3·10 = 109,8 (Дж).

2.7. Определение размеров исполнительных частей штамповки1 опрерация. Вырубка заготовки. На этой операции основным инструментом, определяющим размер заготовки, является матрица, а размер пуансона рассчитывается с учетом технологического зазора резания. Исполнительные размеры матрицы равны: Dм =(Dн —)+ (2.16)где Dн — номинальный размер заготовки, равен 215 мм; - допуск на изготовление матрицы, равен 0,12 мм; - допуск на заготовку, равен 0,5 мм. Dм=(215 — 0,5)+0,12 = 214,5+0,12 (мм)Исполнительные размеры пуансона равны: Dп =(Dн — - 2∙z) — (2.17)где 2∙z — двухсторонний технологический зазор резания, равен 0,125 мм; - допуск на изготовление пуансона, равен 0,12 мм. Dп=(215 — 0,5 — 0,125)-0,12 = 214,375−0,12 (мм)2 опрерация. 1-я вытяжка. При вытяжке по внутреннему контуру основным инструментом является пуансон, а размер матрицы рассчитывается с учетом технологического зазора. Исполнительные размеры пуансона равны: Dп =(Dн- 0,4·) — (2.18)где Dн — номинальный размер заготовки, равен 215 мм; - допуск на изготовление матрицы, равен 0,12 мм; - допуск на заготовку, равен 0,5 мм. Dм=(215 — 0,5)+0,12 = 214,5+0,12 (мм)Исполнительные размеры пуансона равны: Dп =(Dн — - 2∙z) — (2.17)где 2∙z — двухсторонний технологический зазор резания, равен 0,125 мм; - допуск на изготовление пуансона, равен 0,12 мм. Dп=(215 — 0,5 — 0,125)-0,12 = 214,375−0,12 (мм)3. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ3.

1. Выбор основного оборудования.

Для вырубки заготовки понадобится механический кривошипный пресс КД 23−80 с номинальным усилием 1000 кН (рис. 3.1 и табл. 3.1).Рисунок 3.1 — Кривошипный пресс КД 23−80.Таблица 3.1 — Технические характеристики пресса Основные параметры.

ЗначенияНоминальное усилие пресса, кН (т)1000.

Наибольший ход ползуна (штока), мм25.

200Путь номинального усилия до нижней мертвой точки (НМТ), мм5Частота ходов ползуна непрерывных, 1/мин71Частота ходов ползуна одиночных от кнопки, 1/мин28Размеры стола, мм1000×670Размеры отверстия в столе, мм870×520Диаметр отверстия в столе, мм420Наибольшее расстояние между столом и ползуном в его нижнем положении — закрытая высота пресса, мм480Расстояние от оси штока до станины (вылет), мм360Величина регулировки расстояния между столом и ползуном, мм120Расстояние между стойками станины в свету, мм480Толщина подштамповой плиты, мм120Количество электродвигателей4Электродвигатель главного привода (М1), кВт19Габариты пресса (длина ширина высота), мм1950×2250×3840.

Масса пресса, кг180 003.

2. Выбор технологического оборудования3.

2.1. Выбор типаосновного штампа.

На основе расчетов и схемы штамповки выбираем штамп последовательного действия. По схеме штамп является:по роду выполняемой операции — для вытяжки;по совместности операции — двухоперационный;по способу воздействия на заготовку — последовательного действия;по количеству одновременно штампуемых деталей — одна;по способу фиксации заготовки в штампе — с помощью упоров. Рисунок 3.2 -Схема типового штампа совмещенного действия для формовки и вытяжки: 1-хвостовик;

2-плита верхняя;

3-плита нижняя;

4-плитка подкладная верхняя;

5-съёмник;

6-матрица пробивки;

7-пуансон-матрица;

8-пуансон вытяжки;

9-складкодержатель;

10-шпилька;

11-пружина;

12 — винт;

13-пуансонодержатель верхний; 14-пуансонодержатель нижний; 15-выталкиватель; 16-адаптер наружный. С учётом задания на курсовой проект и формы детали выберем технологическую схему штампа по [4]. Выбранная схема изображена на рисунке 3.

2.3.

2.2. Расчёт исполнительных размеров деталей штампа.

Определение центра давления является очень важной задачей, так как ось равнодействующей усилий штампа должна совпадать с осью хвостовика штампа. Иначе может возникнуть перекос штампа, неравномерность зазоров между матрицей и пуансонами, износ направляющих колонок пресса и даже поломка штампа. Центром давления штампа является центр окружности заготовки. Координаты центра давления будут использованы при конструировании штампа: полоса в штампе должна располагаться таким образом, чтобы геометрически центр штампа и вертикальная ось хвостовика совпадали с центром давления. Исполнительные размеры рабочих деталей штампа. Рабочие детали штампов для вырубки и пробивки можно изготовить совместно и раздельно. При совместном изготовлении одна из рабочих деталей дорабатывается до другой, при вырубке — пуансон по матрице (матрица определяет размер штампуемого элемента и является основной). При этом исполнительные размеры основной детали (Lм или Lп) определяется по таблице, а сопрягаемой — подгоняются по основной с зазором z и допуском на зазор ∆z.Пробивка отверстия при раздельном изготовлении пуансона и матрицы, т. е. они, обрабатываются до окончательных размеров без взаимного согласования. Их исполнительные размеры, в таком случае, рассчитываются по формулам,(3.1), (3.2)где — соответственно размеры пуансона и матрицы;

размер штампуемого элемента;

на износ матрицы и пуансона;

— величина двустороннего зазора между матрицей и пуансоном;

размеров пуансона и матрицы, — абсолютные значения полей допусков. Рисунок 3.3 — Схема размеров и полей допусков штампуемой детали и рабочих деталей штампа при их раздельном изготовлении.

Подбираем двусторонний зазор между матрицей и пунсоном при штамповке металлов в штампах с металлическими рабочими деталями[1,стр.

67]. Для Н12 и h12 припуск на износ, Подбираем поля допусков, так чтобы выполнялось условие, Подбор матрицы. Форма матрицы определяется формой и размерами штампуемой детали. Размеры матрицы определяют исходя из размеров рабочей зоны. Для данной детали размер рабочей зоны диаметром 240 мм. Выберем матрицу с габаритными размерами 160х Ø245мм.Толщину матрицы Hm определяем из эмпирической зависимости[1]: ,(3.3)гдеS — толщина штампуемого материала;

и ширина рабочей зоны матрицы;

зависящий от материала. S = 2 мм,= 160 мм,= 240 мм, для стали 30ХГСА при =1100 МПа =1,3.

56.94мм.

Проверим достаточность толщины матрицы по формуле, Где.

Р — суммарное усилие в кН; Р = 785 кН.42,8 мм.

Следовательно, выбранная в дальнейшем матрица должна иметь толщину более 43 мм. Возьмем из стандартного ряда значений толщин матриц толщину матрицы Нм = 45 мм. Зная габаритные размеры матрицы, можем определить размеры винтов и штифтов для ее крепления (c.77): винт — М12, толкатели — 8 мм. Выбираем форму и соотношение размеров отверстий в матрице для вырубки и пробивки:

При толщине заготовки S=2,0 мм, высота пояска h=16,2 мм.Подвижный съемник, предназначенный только для съема готовой детали, выполняется с отверстием, повторяющим контур соответствующего пуансона с зазором: при S=2,0 мм и =942МПа =2мм.Высота съемника мм.

Высоту направляющей планки и высоту грибкового упора определяем в зависимости от толщины материала S=2,0 мм и длины направляющих планок: .

3.2.

3. Расчёты элементов штампа на прочность и жесткость.

Матрица и пуансон являются основными конструктивными элементами штампа. Они определяют работоспособность, надежность и долговечность штампа.

3.2.

3.1. Расчет пуансона.

Расчет опорной поверхности головки пуансона на сжатие. Пробивной пуансон.Принимаем пуансон по ГОСТ 16 625–80 и считаем, что он работает без дополнительных направляющих устройств. Вначале определяют коэффициент, зависящий от условной гибкости пунсона и учитывающий возможную потерю устойчивости пуансона. Для пунсонов некруглого сечения этот коэффициент зависит от параметра,(3.4)гдеплощадь сечения рабочей части пуансона,;минимальный осевой момент инерции поперечного сечения рабочей части пуансона,.- длина рабочей части пуансона, мм. hп=65мм.

Тогда == 20Учитывая это значение получаем где Р — технологическое усилие, воспринимаемое проверяемым пуансоном, Н. — площадь контакта рабочего торца пуансона со штампуемым материалом, .Тогда: Вырубной пуансон:, Гдеплощадь сечения рабочей части пуансона,;минимальный осевой момент инерции поперечного сечения рабочей части пуансона, — длина рабочей части пуансона, мм. hп=38мм.

Учитывая это значение получаем 3.

2.3.

2. Расчет опорной поверхности головки пуансона на смятие.

Расчет проводят по формуле:(3.5)где: Р-усилие, воспринимаемое пуансоном;Fголплощадь опорной поверхности головки. Пробивной пуансон: Вырубной пуансон: Так как >100 МПа, то между верхней плитой и пуансонодержателем ставим каленую плиту. Осуществляем компоновку общего вида штампа с указанием посадок и составлением спецификаций, деталировка основных рабочих деталей штампа, выбор их материала и твёрдости.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В первой главебыли описали свойства материаласталь 08Ю по ГОСТ 9045–93используемого для изготовления детали № 5, который применили в данной работе. Во второй части по заданному чертежу детали «№ 5» была разработана технологияпроизводства из листового проката. Рассчитали размеры заготовки. Выбрали размеры листа, рассчитали раскрой и коэффициент использования металла. Выбрали параметры резки листа с расчетом усилия и выбором оборудования. Технологический процесс штамповки состоит из четырех операций формовки, калибровки и обрезки фланца. Штамповку осуществляем на кривошипном прессе КД 23−80. Рассчитаны конструктивные параметры инструментов, выбрано оборудование. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫГОСТ 1050−2013.

Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия. ГОСТ 19 904–90 Прокат листовой холоднокатаный. Сортамент. ГОСТ 9545–93 Прокат тонколистовой из низкоуглеродистой качественной стали для холодной штамповки. Технические условия. Конструирование штампов листовой штамповки. РТМ 37.

002.

0241−77.Романовский В. П., Справочник по холодной штамповке, Машиностроение, Ленинград, 1979 г. Зубцов М. Е., Листовая штамповка, Машиностроение, Ленинград, 1980 г. Попова Е. А., Основы теории листовой штамповки, Машиностроение, Москва 1977 г.