Проектирование пресс инструмента

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Казанский национальный

исследовательский технологический университет

Кафедра технологии твердых химических веществ

Проектирование пресс - инструмента

Расчетно-пояснительная записка к курсовой работе

Выполнил:

Студент группы 1191-71

Кирюшин И.В.

Проверил: Никифоров А.Е

Казань 2013



Задание

Спроектировать инструмент для прессования шашек цилиндрической формы высотой H₂=50h14 и диаметром Д_ш=90h13. Удельное давление прессования 1200-1800 кг/см². Плотность шашек 1,58 г/см³. Пористость 5%. Качество шашек должно удовлетворять требованиям ОСТ В-84-568-72

D H d h -В П К

9 5 3 5 -1 5 1

D = 90 мм

H = 50 мм

d = 30 мм

h = 50 мм

Общий вид прессуемой шашки изображён на рисунке 1.

Рисунок 1 - Форма прессуемого изделия

Вещество - ТНТ; с_теор=1,66 г/см³ Пористость 1-= 5%



с_ш= с_теор= = 1,58 г/см³

Разноплотность допускается 1,58 ±0,01 г/см³

При К=1 инструмент свободно устанавливается на рабочем столе пресса. деталь пресс конструктивный порошок

Допуски на размеры прессуемого изделия назначаются по 11-14 квалитету.

Наружный диаметр D и высота H прессовки выдерживаются соответственно по 13 и 14 квалитетам в системе вала, а диаметр и глубина гнезда по 11 и 12 квалитетам в системе отверстия.

D = 90h13 = 90_-0,54=89,46ч90 мм

H = h = 50h14 = 50_-0,25 = 49,75ч50 мм

d = 30h11 = 30^+0,16 = 30ч30,16 мм



1. Обоснование конструкции пресс инструмента

Конструкция пресс-инструмента определяется свойствами порошка, формой и размерами прессуемого изделия и требованиями к нему, а также конструктивными особенностями пресса и схемой организации процесса уплотнения.

Независимо от формы прессуемого изделия они состоят из одних и тех же частей : матрицы, поддона, пуансона и ограничителя.

Отношение высоты шашки к диаметру :

,

так как - то для прессования таких шашек используют односторонний метод прессования , но исходя из многолетней практики, принимаем метод двухстороннего прессования.

Влияние способа крепления К=1. Детали инструмента для двухстороннего прессования, свободно устанавливаемые на рабочем столе пресса, имеют относительно простые (цилиндрические) формы. Ограничитель, определяющий высоту прессовки, в этом случае имеет форму скобы и помещается между головкой пуансона и матрицей. Между торцом поддона устанавливается дополнительная деталь-скоба.

Допуски на изготовление деталей пресс- инструмента назначаются в соответствии с требованиями отраслевого стандарта. Канал матрицы и отверстие под штырь в пуансоне изготавливаются по 8-9 квалитетам.

Зазор между границей и пуансоном или поддоном, а также между пуансоном и штырём назначаются по посадке- f, тех же квалитетов. Допуски размеров, влияющие на параметры прессуемого изделия, определяются исходя из расчетов размерных цепей.



2. Выбор материала для изготовления пресс- инструмента

Материалы, применяемые для изготовления пресс- инструмента, должны обладать высокими механическими свойствами (прочностью, твердостью, износостойкостью), иметь хорошую обрабатываемость, должны иметь минимальную деформацию при технической обработке, не должны взаимодействовать с прессуемым порошком.

Для изготовления инструментов небольших размеров и несложных форм удобнее всего использовать углеродистые инструментальные стали марок У8А - У12А(ГОСТ 1435-74). Их достоинства: дешевизна, высокая прочность, хорошая обрабатываемость резанием и давлением в отоженном состоянии и возможность получения высокой твёрдости(до 61-63 HR_c) в поверхностном слое при одновременном сохранении вязкости в середине инструмента.

Для увеличения срока службы деталей пресс- инструмента , работающего на износ (матриц, штырей и стержней для формирования гнезд и каналов в изделиях), рекомендуется их рабочие поверхности покрыть тонким слоем хрома толщиной 0,09-0,21 мм по ГОСТ 9073-77. При истирании слоя хрома поверхности пресс- инструмента можно хромировать снова.

3. Расчет основных деталей пресс- инструмента

Размер матрицы. Номинальный диаметр прессуемой шашки d_м=90h9. Допуск на его изготовление равен - 0,54 мм, тогда d_м^H=89,46 мм.

Величина относительного роста данных размеров по диаметру 0,28±0,05%, что в переводе на линейные величины составляет 0,252±0,045 мм, при этом ?d^H= 0,207

Номинальный диаметр канала матрицы



d_м=d_м^H - ?d^H=89,46 - 0,207 =89,25 мм

Допуск на изготовление канала матрицы выбираем по 9 квалитету , который при данном размере равен 0,087, тогда d_м=89,25^+0,087мм. Припуск на износ канала матрицы ?H примем равным 0,055мм.

Максимальную величину конусности нижней части матрицы определяем по формуле :

K=

K=

Для двухстороннего способа прессования высота поддона

H_пд=0,5Д_ш= 0,5 Ч90=45 мм, тогда высота конической части канала будет равна :

Н_к=Н_ПД + Н_Ш= 45+50=95 мм

Диаметр канала у нижнего торца матрицы:

d_k=d_M+KЧH=89,25+0.00616Ч95=89,84^+0,087мм

Насыпная плотность ТНТ 0,9 г/см³, при этом высота слоя материала в матрице считается по формуле:

H_вв=Н

H_вв=50=85,97 мм

Общая высота матрицы для сквозного канала вычисляется по формуле:

Н_м= H_пд+ H_вв+АH₀ , где А выбираем =1 , т.к. D=90; H₀=50/5=10мм

Н_м= 45+85,97+190-10= 210,97 мм

Округляем до ближайшего числа делящегося на 5, получим 215 мм

Наружный диаметр:

D_м=d_м+C

D_м=90+35=125мм

Высота направляющей фаски:

Т.к. ручная сборка, то С=2ч5, угол фаски б=45⁰

Размеры пуансона:

Длину рабочей части пуансона принимаем равной:

Н_р=(0,5ч1,5)d_м=190=90мм

Номинальный диаметр рабочей части пуансона d_н= d_м=89,25 с учётом посадки f9 d_н=мм

Диаметр шейки находим по формуле :

d_шк= d_н-(1ч1,5)мм

d_шк=89,25-1,25=88 мм

Высота стержня:

H_п=Н_м=215 мм

Диаметр головки:

D_r=D_M-15=125-15=110 мм



Высоту шашки принимаем :H_r=20 мм

Поскольку шашка имеет цилиндрическую втулку, принимаем пустотелый пуансон для выхода штыря . Т.к материал сталь У10А, то [_сж] = 2500 кгс/см³.

Максимальный допустимый диаметр цилиндрической выемки в пуансоне равен :

Диаметр выемки:

d_в?d_ш

Высота днища:

Н_Д=(1,5ч2,0)d_шт=1,820,05=36,82 мм

Диаметр поддона:

Максимальный диаметр поддона вычисляем по формуле:

d_пд=d_M+kH=89,25+=89,56 мм

с учётом посадки f9 d_пд=

Н_пд=45мм

Диаметр головки поддона по формуле:

D_пд= D_M-(10ч15)мм=125-15 = 110мм

Высота головки поддона:

H_r=(10ч25)мм=15 мм

Размер штыря:

d_ш=30мм ; h_ш=50 мм

Изменение размеров гнезда в результате роста прессовки:

d/d=0,28±0,05 d=0,13 мм

dⁿ=30,13

d=30(0,33±0,05)/100=0,099±0,01мм

d^в=0,109мм, d^н=0,089мм, d)=0,02мм

Диаметр штыря d_шт= d^в-d

d_шт=30,13-0,109=30,021 мм допуск по 9 квалитету d_ш=0,052мм

d_шт=30,02_-0,052мм

Высота штыря вычисляется по формуле:

h_ш= H_вв+(1ч2) d_шт

h_ш=85,97+130,02=115.99 округляем до 116мм

H+H_п=215+50=265,т.к 265>116, условие выполняется.

Припуск на износ штыря определяем по формуле:

k=( ,

k=0,00028

Должно выполняться условие

к=0,00044



Значение конусности меньше допустимого, чтобы увеличить конусность, допуск на диаметр штыря уменьшаем до h8, при этом =0,033

0,00028

к=

Условие к выполняется, принимаем окончательно d_ш=0,033, к=0,00057

Диаметр штыря у вершины определяется по формуле:

d^'_ш=d_ш- к h_ш

d^'_ш=30,02-0,00057116=29,95

d_шт=30,02_-0,033; d^'₀=29,95-_0,052;

Максимальный размер гнезда:

d^B=30.02+0.109=30.129 мм

Минимальный размер гнезда:

d^н=30 мм

Размеры ограничителя.

Высота ограничителя вычисляется по формуле:

Н₀ = Н+Н_п +Н_пд -Н_м -ДН^В

Для ТНТ

Н^В = 2,8 Н₀ = 50+215+45-215-2,8=92,2 мм

D₀ = D_М = 125 мм



d_з = d_n + (1ч2)= 89,25+1,75=91

Определяем коэффициент трудности изготовления деталей:

Находим допуски.

, допуск на изготовление матрицы

допуск на изготовление ограничителя.

Проверка.

+215+92,2-215-45+2,8=50 мм

=+=214,964+92,173-215,036+2,3-45,026=49,37 мм

Высота шашки лежит в пределах заданных чертежом , то свидетельствует о правильности выполненного расчета.

Размер скобы:



H_c=H_ш/(4ч5)=50/5=10 мм

Д_с = Д_ш + (1ч2)=90+1=91 мм

4. Чистота обработки поверхностей деталей

В соответствии с отраслевым стандартом для рабочих поверхностей пресс- инструмента рекомендуются следующие показатели чистоты по ГОСТ 2789-73 и 2.309-73 для формирующих поверхностей пресс-инструмента, торцов пуансона и поддона допускается шероховатость 1.25. Направляющие поверхности матрицы, рабочая часть пуансона и поверхность штыря, изготавливаются с шероховатостью 0.32. Торцы матрицы, прилегающие к ним поверхности головок пуансона, поддона, скобы и ограничителя должны иметь шероховатость 1.25. Остальные поверхности деталей пресс-инструмента могут быть изготовлены с шероховатостью 2.5.



Список использованной литературы

1. Проектирование пресс-инструмента: Метод. Указания/Казан. Хим.- технол. Ии-Т; Сост.: А.Е. Никифоров; О.А. Седова. Казань, 1991.28с.

2. Никифоров А.Е.Инструмент для прессования взрывчатых веществ. Казань, 1997.

3. Таблицы с квалитетами.

4. Лекции.

Размещено на Allbest.ru

...