Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ имени П.О.СУХОГО»

Кафедра: «Обработка материалов давлением»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по дисциплине

«Технология листовой штамповки»

Тема проекта: «Разработать технологический процесс и спроектировать штамп для изготовления детали «Кронштейн» »

Выполнил студент

группы Д-41

Кашенцов К.А.

Руководитель проекта

Сарело С.Б.

ГОМЕЛЬ 2012

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Характеристика детали

1.1 Назначение детали

1.2 Сведения о материале

1.3 Технологичность

1.4 Выбор типа производства

2. Технологический процесс изготовления детали

3. Расчет технологических параметров процесса

3.1 Эскиз детали

3.2 Схема раскроя полосы

3.3 Расчет КИМ

3.4 Определение усилий деформации

3.5 Технические характеристики пресса

4. Проектировочный расчет конструктивных элементов штампа

4.1 Расчет исполнительных размеров рабочих деталей штампа

4.2 Расчет матриц

4.3 Расчет пуансонов на смятие, сжатие и продольный изгиб

4.4 Выбор и расчет размеров плит штампа и его направляющих узлов

4.5 Расчет закрытой высоты штампа и размеров его конструктивных элементов

5. Мероприятия по технике безопасности

Литература

Введение

Холодная листовая штамповка является одним из наиболее прогрессивных технологических методов производства, она имеет ряд преимуществ перед другими видами обработки металлов, как в технологическом, так и в экономическом отношении.

В технологическом отношении холодная штамповка позволяет:

получать детали весьма сложных форм, изготовление которых другими методами обработки или невозможно или затруднительно;

создавать прочные и жесткие, но легкие по массе конструкции деталей при небольшом расходе материала;

получать взаимозаменяемые детали с достаточно высокой точностью размеров, преимущественно без последующей механической обработки.

В экономическом отношении холодная штамповка обладает следующими преимуществами:

1. экономным использованием материала и сравнительно небольшими отходами;

2. весьма высокой производительностью оборудования, с применением автоматизации и механизации производственных процессов;

3. массовым выпуском и низкой стоимостью изготовляемых деталей.

Наибольший эффект от применения холодной штамповки может быть обеспечен при комплексном решении технических вопросов на всех стадиях подготовки производства, начиная с создания технологичных конструкций или форм деталей, допускающих экономичное изготовление их.

Холодная листовая штамповка объединяет большое количество разнообразных операций, которые могут быть систематизированы по технологическим признакам, по способу совмещения операций.

Имеется четыре основных вида деформации при холодной листовой штамповке:

резка - отделение одной части материала от другой по замкнутому или незамкнутому кругу;

гибка - превращение плоской заготовки в изогнутую деталь;

вытяжка - превращение плоской заготовки в полую деталь любой формы или дальнейшее изменение ее размеров;

формовка - изменение формы детали или заготовки путем местных деформаций различного характера.

Операции листовой штамповки подразделяются на разделительные, формоизменяющие и штампосборочные. При выполнении этих операций пластически деформируется не вся заготовка, а лишь некоторая ее часть, которую называют зоной (очагом) пластической деформации. Разделительные операции предназначены для полного или частичного отделения одной части металла от другой. Формоизменяющие операции в отличие от разделительных предназначены только для пластического формоизменения заготовки, до разрушения заготовки не доводятся.

Соединение деталей осуществляется холодной штамповкой, гибкой, осадкой, обжимом, запрессовкой и прочими, выполняемых в штампах, или магнитно-импульсной обработкой, которая характеризуется тем, что давление на собираемый узел создается воздействием импульса магнитного поля.

1. ХАРАКТЕРСТИКА ДЕТАЛИ

1.1 Назначение детали

Деталь - «Кронштейн», широко применяется для крепления проводов, пластин и других деиалей.

Деталь подвергается механической обработке.

В станкостроении высокие требования предъявляются к механическим свойствам изделий, что требует дополнительных видов обработки.

Данная деталь не ответственная и не требует особых механических свойств и высокой точности.

В итоге мы видим, что перед конструктором универсального штампа стоит важная и сложная задача по нахождению «золотой середины» в точности разрабатываемого штампа.

1.2 Сведения о материале

Деталь изготавливается из марок Сталь 3пс, толщиной 3 мм.

Материал: Лист 3пс ГОСТ 9045-93

Механические свойства материала:

Временное сопротивление при растяжении

МПа;

Сопротивление срезу

МПа;

МПа;

Относительное удлинение %;

Химический состав материала:

Содержание углерода С - 0,14-0,22%

Содержание марганца Мn - 0,4-0,65%

Содержание серы S- не более 0,04%

Содержание фосфора Р - не более 0,035%

Содержание меди Сu - не более 0,25%

Содержание никеля Ni - не более 0,25%

Содержание мышьяка As - не более 0,08%

Сталь 3пс применяется для изготовления прокладок, шайб, вилок, трубок, крышек, а так же деталей, подвергаемых химико-термической обработке - втулок, проушин, тяг.

1.3 Технологичность

Технологические процессы холодной штамповки могут быть наиболее рациональными лишь при условии создания технологичной конструкции или формы детали, допускающей наиболее простое или экономичное изготовление. Поэтому технологичность листоштампованных деталей является наиболее важной предпосылкой прогрессивности технологических методов и экономичности производства.

Под технологичностью следует понимать такую совокупность свойств и конструктивных элементов, которые обеспечивают наиболее простое и экономичное изготовление деталей (в условиях данной серийности производства) при соблюдении технических и эксплутационных требований к ним.

Основными показателями технологичности листовых холодноштампованных деталей являются:

1. наименьший расход материала;

2. наименьшее количество и низкая трудоемкость операций;

3. отсутствие последующей механической обработки;

4. наименьшее количество требуемого оборудования и производственных площадей;

5. наименьшее количество оснастки при сокращении затрат и сроков подготовки производства;

6. увеличение производительности отдельных операций и цеха в целом.

Общим результативным показателем технологичности является наименьшая себестоимость штампуемых деталей.

1.4 Выбор типа производства

деталь штамп пресс деформация

В зависимости от широты номенклатуры, регулярности , стабильности и объема выпуска продукции различают три типа производства: единичное, серийное и массовое (ГОСТ 14 004-83).

Единичное производство характеризуется малым объемом выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление которых как правило не предусмотрено.

Серийное производство характеризуется изготовлением изделий периодически повторяющимися партиями. Различают мелко-, средне- и крупносерийное производство (ГОСТ 31121-84).

Массовое производство характеризуется большими объемами выпуска изделий, непрерывно изготавливаемых в течении долгого времени, почти на всех рабочих местах выполняется одна и та же операция.

Объем одной партии штампуемых деталей:

N=программа выпуска/4

N=360000/4=90000шт (квартал)

Данную партию деталей экономически выгодно изготавливать на универсальном прессовом оборудовании из полосового материала с автоматической подачей полосы на гибочном штампе ( гибка ).

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ

Разработка технологических процессов холодной листовой штамповки является основой всей подготовки производства.

Разработка технологических процессов холодной листовой штамповки состоит из следующих этапов:

1. Анализ технологической формы или конструктивных элементов детали

2. Определение формы и размера заготовки, а также расхода материала при наилучшем его использовании

3. Разработка наиболее рационального технологического процесса

4. Установление типа, мощности и габаритов требуемого оборудования

5. Выявление типа и технологичности смены штампа

6. Определение трудоемкости изготовления штампуемых деталей, а также количества и разряда производственных рабочих

7. Определение количества оборудования и его загрузки на гоотовую программу

При разработке технологических процессов холодной листовой штамповки должны быть решены следующие технологические вопросы:

1. Определение наиболее выгодного раскроя материала и наименьших размеров заготовки

2. Установление характера, количества и последовательности операций

3. Выбор степени сложности операции

4. Установление количества одновременно штампуемых деталей

5. Определение операционных и установление операционных допусков

Основными технологическими признаками, влияющими на выбор варианта, технологического процесса являются:

1. Технические свойства и толщина материала

2. Степень сложности и конфигурация делатли

3. Место расположения отверстий и точность расстояний между их осями

3. РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА

3.1 Эскиз детали

Исходя из минимальных затрат, определяемых программой выпуска, целесообразно изготавливать данную деталь в штампе последовательного действия .

Рис. 1 Штампуемая деталь.

На рис. 1 представлен эскиз готового изделия

Длинна заготовки(развертка детали) подлежащая гибке определяется как сумма длин прямолинейных участков и длин развертки согнутых участков детали по ее нейтральным лияниям.

Определяем размер заготовки

Длина развертки определяем ([1], стр.181 формула 5):

где длина прямолинейных участков;

Принимаем L=230 мм.

3.2 Схема раскроя полосы

Рис. 2 Схема раскроя.

3.3 Расчет КИМ

Рациональный раскрой металла характеризуется коэффициентом использования материала и определяется по формуле:

,

где - площадь деталей без отверстий;

- количество фактических деталей, получаемых из полосы, с учетом неиспользуемых концевых отходов;

- длина полосы или ленты;

- ширина полосы или ленты.

где t - шаг подачи;

t=230 мм

Принимаем, что по длине в лист помещается 10 деталей n=10 шт.

По ширине в лист укладывается

Принимаем, что по ширине в лист помещается 41 деталь n=41 шт.

Всего в лист помещается:

Площадь листа F:

Площадь, занимаемая деталями:

Коэффициент использования материала КИМ:

Коэффициент использования материала равен 90,53%

3.4 Определение усилий деформации

Для операций гибки

П-образная гибка:

Усилие прижима определяется по формуле:

Общее усилие гибки:

Работа деформации:

Где

- толщина матрицы

=47 мм

Технические характеристики пресса

Пресс КД 2330

Номинальное усилие	1000кН
Ход ползуна, регулируемый	25…130мм
Частота ходов ползуна	95 мин
Максимальное расстояние м/у подштамповой плитой и ползуном в его нижнем положении при max ходе	400мм
Толщина плиты	100мм
Размер стола(ширина*глубина)	560*45мм
Размер ползуна(ширина*глубина)
Мощность двигателя	8,5 кВт
Габаритные размеры пресса (длина,ширина,высота)	1650*2125*3180мм
Масса	7800 кг

4. ПРОЕКТИРОВОЧНЫЙ РАСЧЕТ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ШТАМПА

4.1 Расчет исполнительных размеров рабочих деталей штампа

Рабочие детали штампов можно изготавливать совместно и раздельно. Поскольку для выполнения всей программы достаточно одного штампа без запасных деталей, то матрицу и пуансон целесообразно изготавливать методом индивидуальной пригонки

При П-образной гибки методика определении исполнительных размеров матрицы и пуансона зависит от варианта простановки размеров на чертеже.

Исполнительный размер матрицы рассчитывается по формуле:

Где -- номинальный размер детали после гибки; -- коэффициент, определяющий долю допуска; = 0,4 - 0,5; -- предельное отклонение размера детали; - предельное отклонение на размер , определяемое из зависимости

мм

Тогда исполнительный размер матрицы равен:

мм

Длину пуансона вычисляют по формуле:

где -- односторонний зазор;

где -- наибольшая возможная (допускаемая соответствующим стандартом) толщина листа, из которой штампуется деталь; Kz -- коэффициент , определяемый по [1] табл. 9.

Предельное отклонение на размер пуансона принимают равным :

мм

мм

мм

Толщина матрицы для П-образной гибки

Ход нижнего выталкивателя

Длину (мм) пуансона для всех случаев принимают из соотношения

,

где = (0,3+0,5) .

Принимаем толщину пуансонодержателя =20мм

Крепление пуансона в пуансонодержателе осуществляют с помощью полок толщиной с =3+6 мм или другими способами, приведенными для пуансонов штампов для разделительных операций. Крепление матрицы осуществляют винтами и штифтами, которые располагают так же, как, для матриц разделительных штампов. Крепление трафаретов должно позволять их некоторое перемещение до установки штифтов.

4.2 Расчёт угла пружинения

Тангенс угла пружинения рассчитывается по формуле:

угол пружинения на две стороны:

4.3 Расчет матриц на прочность

Условия прочности выполняются

4.4 Расчет пуансонов на смятие

Напряжения смятие поверхностью головки пуансона поверхности плиты вычисляются по формуле[1,стр 102]

где - технологическое усилие, воспринимаемое пуансоном, Н

- площадь поверхности головки пуансона,

пуансон удовлетворяет условию

4.5 Выбор и расчет размеров плит штампа и его направляющих узлов

Исходя из расчетных габаритных размеров выбираем стандартный штамповый блок с диагональным расположением направляющих узлов, со встречным расположением направляющих колонок и втулок.

Требуемый момент сопротивления сечение плиты в направлении ориентировочно можно определить из выражения [1,стр.41]

где Р - полное расчетное усилие (полная нагрузка),

- допускаемое напряжение на изгиб для материала (Сталь 30Л) нижней плиты =1600кг/см=160Мпа

кН

По найденному значению момента сопротивления определяем требуемую толщину плиты [1,стр.41]

Из конструктивных соображений принимаем толщину нижней плиты, равную 60мм.

Принимаем толщину верхней плиты не более 0,6-0,8 от толщины нижней плиты [1,стр.41]

По ГОСТ 13124 - 83, т.к. блок является стандартным, выбираем высоты плит и остальные размеры блока. Принимаем высоту нижней плиты 63мм , верхней 50мм ,

4.6 Расчет закрытой высоты штампа и размеров его конструктивных элементов

Для крепления пуансонодержателя выбираем винт М8 с цилиндрической головкой и с 6-гранным подключем. Толщину пуансонодержателя из конструктивных соображени принимаем

Закрытая высота штампа складывается из толщины нижней и верхней плиты, толщины прокладки, высоты пуансона и толщины матрицы.

Полученная высота закрытого штампа меньше меньшего расстояния между ползуном выбранного пресса в его нижнем положении и подштамповой плиты.

Условие установки и работы штампа в прессе выполняется.

4.7 Расчёт диаметра направляющих колонок

Диаметр направляющих колонок рассчитывается по формуле:

где Fпл - площадь опорной поверхности нижней плиты;

P - полное усилие

Принимаем диаметр колонок равный 36 мм

5. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСТНОСТИ

Одним из простейших методов обеспечения безопасности при работе на прессах является применение в штампах оградительных козырьков, щитков, решеток и сеток.

Наиболее эффективно решаются вопросы по технике безопасности путем обеспечения таких условий работы, при которых отпадает необходимость оперировать руками в рабочем пространстве штампа. При выполнении разделительных и других операций (для ленты и полосы) используют механическую подачу заготовки в штамп, а также надежные средства для удаления деталей и отходов из межштампового пространства. Кроме технических мер обеспечения безопасности штамповщика существуют также организационные меры. К ним относятся ознакомление и изучение правил техники безопасности правильного обращения с инструментами и механизмами при работе, что существенно снижает производственный травматизм.

6. Расчёт экономической эффективности

Технологическую себестоимость изготовления детали определяют по формуле:

где К - технологическая себестоимость детали, у.е.

W - ориентировочная планово-расчётная цеховая стоимость типовых штампов (приложение Б, табл. Б.1 - Б.3);

m - число штампов, необходимое для изготовления заданной партии деталей, шт.;

где С - стойкость штампа (приложение Б, табл. Б.4)

V - стоимость автоматической подачи (приложение Б, табл. Б.5)

N - годовая программа выпуска штампуемых деталей, шт.;

T - производительность в смену, шт. (приложение Б, табл. Б.5)

t - средняя заработная плата рабочего по данной операции за 1 день, у.е.

Н - цеховые накладные расходы за один день, у.е. (принимаются в процентном отношении к заработной плате производственных рабочих. По данным Минского тракторного завода цеховые накладные расходы составляют 500% заработной платы производственных рабочих);

M - стоимость материала, определяемая по норме расхода на основании карты раскроя и прейскуранта оптовых цен на материалы, у.е.

Принимаем число штампов равное 1.

Число деталей, производимое за смену

Стоимость тонны материала (Сталь 3 пс) для изготовления данной детали составляет 785 у.е.

Масса одного листа составляет:

Количество листов в тонне материала составляет:

Количество деталей, получаемых из одной тонны материала:

Принимаем количество деталей, получаемых из тонны материала, равным 5600 шт.

Стоимость материала на изготовление одной детали:

M=785/5600=0.14 у.е.

Технологическая себестоимость детали:

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Рудман Л.И Справочник конструктора штампов , М.: Машиностроение, 1988,

496 стр.

2. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке , М.: Машиностроение, 1979, 520 стр.

3. Зубцов М.Е. Листовая штамповка , Л.: Машиностроение, 1980, 430 стр.

4. Методические указания №2969 по курсовому проекту по курсу Холодная штамповка , Ротапринт, ГГТУ, 1984.

5. Штампы для холодной листовой штамповки. Расчет и конструирование РТМ 35-65, М.: 1996, 272 стр.

6. Мещерин В.Т. Листовая штамповка. Атлас схем , М.: Машиностроение, 1975, 408 стр.

7. Сканави М.И. Сборник задач по математике, Минск: Высшая школа, 2001, 454 стр.

Размещено на Allbest.ru

...