Технологические требования к конструкции штампованных деталей (часть 2)

Технологические требования к конструкции штампованных деталей (часть 2)

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 + 12 +

141,4 + 40 = 962,2 мм

Рср = 962,2 ( 6 ( 45 = 259794 кгс

Полное усилие вырубки составляет

Р = 1,2 Рср = 1,2 ( 259794 = 311752,8 кгс

(3. 53)

Исходя из конструктивных особенностей пресса, величины хода штампа,

выбираем пресс усилием 400 т. с.

Штамп устанавливается на 400 т. с. пресс модели КВ2536 – пресс одно-

кривошипный закрытый простого действия:

|Номинальное усилие на внутреннем ползуне пресса, кН |4000 |

|Ход ползуна, мм |250 |

|Число ходов в минуту |25 |

|Число одиночных ходов в минуту |18 |

|Размер между столом и ползуном в его нижнем положении при |670 |

|верхнем положении, мм | |

|Суммарная мощность электродвигателей, кВт |43,3 |

|Габаритные размеры, мм |

|3410 ( 3140 |

3.4.5. Конструирование штампов.

3.4.5.1. Штамп для вырубки.

Расчет исполнительных размеров рабочих частей пуансона и матрицы штампа

((1(, стр. 407):

Вырубка наружного контура размером L-(:

Lм = ( L - ()+(м; Lп = ( L - ( - Z)-(п,

(3. 54), (3. 55)

где (м – допуск на изготовление матрицы, (м = 0,12 ((1(, стр. 409,

табл. 194);

(п - допуск на изготовление пуансона, (п = 0,06 ((1(, стр. 409, табл.

194);

Z – величина двустороннего зазора, Z = 0,8 мм;

( - допуск на изготовление размера, ( = 0,6 мм

Для размера 347-0,6:

Lм = (347 – 0,6)+0,12 = 209,5+0,12 мм,

Lп = (347 – 0,6 – 0,8)-0,06 = 208,7-0,06 мм

Остальные элементы контура вычисляются аналогично.

3.4.5.2. Штамп для вырубки.

Расчет толщины и ширины матрицы ((1(, стр. 407):

Наименьшая толщина вырубной матрицы:

Н = ( 0,15 ( 0,22 ) b,

(3. 56)

где b – ширина детали

Н = ( 0,15 ( 0,22 ) 347 = 52,05 ( 76,34 мм

Наименьшая ширина вырубной матрицы:

В = b + ( 3 ( 4) Hmin = 347 + ( 3 ( 4 ) 52 = 503 ( 555 мм.

(3. 57)

3.5. Деталь «Скоба».

Деталь типа Скоба изготовляется из материала

лист [pic], толщина материалла S = 6 мм

рис. 3.16. Эскиз детали.

3.5.1. Анализ технологичности формы и конструктивных элементов детали.

((1(, стр. 280-281)

1. Необходимо избегать сложных конфигураций с узкими и сложными

вырезами контура b > 2S = b > 12 мм.

2. Сопряжение в углах внутреннего контура следует выполнять с радиусом

закругления r ( 0,5 S = 3 мм.

3. Радиус гибки должен быть не менее толщины, то-есть 6 мм.

4. Наименьшая высота отгибаемой полки должен быть h ( 3 S = 18 мм.

5. Линию изгиба желательно располагать поперек линии проката.

Исходя из изложенных ранее технологических требований делаем вывод, что

деталь технологична и ее изготовление возможно путем холодной штамповки.

3.5.2. 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.

Развертка детали ((1(, стр. 63, табл. 21):

L = 2 ( l + ( ( r + x S ),

(3. 58)

где х – коэффициент, х = 0,48

L = 2 ( 76 + ( ( 40 + 0,48 ( 6 ) = 286,64 мм

Таким образом определяем величину развертки 287-1 мм.

Исходя из этого ширина полосы определяется по формуле ((1(, стр.296):

В = L + 2 (b + (ш) + Z,

(3. 59)

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 = 287 + 2 ( 3,5 + 3 ) + 1,5 = 302,5 мм

[pic]

рис. 3.17. Раскрой полосы.

Выбираем полосу шириной 302,5-1 мм.

Оценку экономичности производим посредством коэффициента раскроя ((1(,

стр. 287):

кр = (f n / B h) 100%,

(3. 60)

где f – площадь поверхности детали,

Для определения площади поверхности детали разобьем ее на элементарные

части: f = F1 + 2F2 + 2F3 = 30 ( 287 + 2 ( ( 17 ( 43 ) / 2 + 17 ( 5 ( + 2

(( 51 ( 43 ) / 2 + 51 ( 5( = 12214 мм2,

h – шаг вырубки, h = 98 + 3,5 = 101,5 мм,

В – ширина полосы, В = 302,5 мм,

n – количество рядов, n = 1

кр = ( 12214 ( 1 / 302,5 ( 101,5) 100% = 39,7%

Величина полезного использования металла определяется общим

коэффициентом использования ((1(, стр. 290) по формуле:

ки = [pic],

(3. 61)

где m – количество деталей, полученных из листа,

A ( C – размеры листа, A ( C = 1500 ( 3000 мм

[pic]

рис. 3.18. Раскрой листа.

Из листа получаем 9 полос, из полосы получаем 14 заготовок.

m = 9 ( 14 = 126 заготовки.

ки = [pic] = 34,2%

Используем другой раскрой полосы, представленный на листе

МТ6127.06.001.00. При таком раскрое ширина полосы с учетом а = b= 5 мм.

Выбираем полосу шириной 306-1 мм.

Оценку экономичности производим посредством коэффициента раскроя ((1(,

стр. 287):

кр = (f n / B h) 100%,

(3. 62)

где f – площадь поверхности детали, для определения площади поверхности

детали разобьем ее на элементарные части:

f = F1 + 2F2 + 2F3 = 30 ( 287 + 2 ( ( 17 ( 43 ) / 2 + 17 ( 5 ( + 2 ((

51 ( 43 ) / 2 + 51 ( 5( = 12214 мм2;

h – шаг вырубки, h = 176 мм;

В – ширина полосы, В = 306 мм;

n – количество рядов, n = 2

кр = ( 12214 ( 2 / 306 ( 176) 100% = 45,3 %

Тогда оценку экономичности производим общим коэффициентом

использования:

ки = [pic],

(3. 63)

Из листа получаем 9 полос, из полросы 17 заготовок.

m = 9 ( 17 = 153 заготовки

ки = [pic] = 41,53 %

Выбираем данный раскрой материала.

Концевые отходы (полоса шириной 246 мм) используются для изготовления

деталей в цехах средней штамповки.

3.5.3 Разработка технологического процесса.

Технологический процесс:

1. Резка листа на полосы и на карточки. Ножницы гильотинные.

2. Штамповка. Вырубка.

3. Механическая обработка отверстия диаметром 4 мм.

4. Штамповка. Гибка.

3.5.4. Выбор оборудования. Расчет усилия пресса.

Страницы: 1, 2, 3, 4