Разработка технологического процесса изготовления детали "Крышка"

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

1. Разработка технологичности и выбор схемы технологического процесса

1.1 Анализ технологичности и выбор схемы технологического процесса

Исходными данными при разработке технологического процесса является чертеж штампуемой детали (см. рис. 1.1). Деталь «Колпак» имеет пространственную форму в виде ступенчатой крышки с одинаковой толщиной стенки и дна с 4-мя отверстиями во фланце и одним отверстием в дне детали и изготовляется из толстолистовой стали, 10 обладающей хорошей штампуемостью.

Такие пространственные детали получают листовой штамповкой из плоской заготовки операциями вытяжки. Отверстия в дне детали могут быть получены пробивкой.

Рисунок 1.1 - Эскиз детали «Колпак»

Выполним анализ технологичности детали «Колпак» (рис. 1.1).

Важнейшим критерием технологичности является радиус закругления. Радиус закругления в данной части составляет 10 мм, а так как минимально допустимый радиус закругления в данной части [Rmin] > (2..4)s = 3 мм, то калибровка радиуса не требуется.

Радиус закругления в донной части детали должен быть не менее r > (2…8)S, следовательно, rmin = 6 мм. Для заданной детали при R = 6 мм R=10 мм условие выполняется, следовательно, калибровка не требуется.

Отверстие в дне диаметром 30 мм может быть получено пробивкой. Отверстия могут быть пробиты после выполнения операции вытяжки, поскольку расстояние от края отверстия до внутренней стенки составляет:

мм,

а минимально-допустимая величина равна:

Cmin= R+0,5s = 5 + 0,53 = 6,5 мм,

то отверстие в дне выполняется.

4 отверстия диаметром 13 мм могут быть пробиты одновременно, так как минимальное расстояние между краем отверстия и краем фланца при пробивке должно быть Bmin = (2..3)s = 6 .. 9 мм, а в детали оно составляет:

B = = 8,5мм > 6 мм.

Выполним анализ в соответствии точности штампуемой детали требованиям чертежа, руководствуясь рекомендациями. Результаты анализа и рекомендуемая точность штампа приведена в табл. 1.1

Согласно заданию, материалом детали является толстолистовая углеродистая конструкционная сталь 10 ГОСТ 19903-74 имеющая следующие характеристики:

· сопротивление срезу ср = 270 МПа;

· предел прочности в = 420 МПа;

· относительное удлинение = 28%.

Таблица 1.1 - Оценка точности штампа

Размеры детали,	Поле допуска, мм	Тип и точность штампа
	Детали	штампа
Ш80	0,3	0,3	обычной точности
Ш50	0,5	0,4	обычной точности
Ш30	0,8	0,7	обычной точности
Ш13	0,6	0,36	обычной точности

Материал обладает достаточной пластичностью для изготовления данной детали вытяжкой, поскольку предел прочности для вытяжки должен быть не более , а относительное удлинение . Таким образом данная деталь может быть получена следующими операциями листовой штамповки: вырубкой плоской заготовки, вытяжными операциями, пробивкой отверстий в дне и во фланце детали. Штамповка может выполнятся на универсальных кривошипных прессах в штампах, в многопозиционном штампе последовательной вытяжкой в ленте или в многопозиционных прессах-автоматах. В качестве исходной заготовки, используемой для получения плоской заготовки, может служить лист или лента в зависимости от серийности производства. Поскольку характер производства в данном случае мелкосерийный, то плоскую заготовку рационально получать из полосы, получаемой разрезкой листа на полосы.

1.2 Расчет размеров плоской заготовки

Поскольку деталь выполняется без утонения стенок, то размеры заготовки определяют из условия равенства поверхностей детали и заготовки с учетом припуска на обрезку. Так как деталь цилиндрическая осесимметричная, плоской заготовкой будет круг. Размеры заготовки рассчитываем по средней линии, так как толщина стенки детали превышает 1 мм. Рассчитаем размеры детали по средней линии без второй ступени и определим диаметр плоской заготовки для данной детали. Расчетная схема приведена на рис. 1.2.

Рисунок 1.2 - Расчетная схема заготовки

Рассчитаем высоту детали, при условии, что в торце ступень с меньшим диаметром будет перетянута на диаметр (рис. 1.2).



Рисунок 1.3 - Расчетные схемы элементарных участков

Таким образом, произведем расчет объёмов дна первой ступени и всей второй ступени детали:

1-четверть сферического кольца (выпуклая):

;

2-кольцо:

;

3- четверть сферического кольца (вогнутая):

;

4-цилиндр:

;

5-четверть сферического кольца (выпуклая):

;

6-круг:

Таким образом, из условия равенства объемов можем найти значение h1:

;

Тогда:

;

Отсюда будет равно:

Таким образом определим высоту :

.

Определение средних размеров (рис 1.2):

мм;

;

;

;

;

;

мм;

мм,

где - диаметр фланца с учетом припуска.

Определение по упрощенной формуле:

=

, принимаем .

1.3 Раскрой листового проката

Вид раскроя - с отходами по всему периметру, тип - прямой однорядный (рис. 1.2).

По рис. 1.4 выбираем табличные значения перемычек:

· боковая = 3,2 мм;

· между смежными заготовками = 2,7 мм.

Таким образом расчетное значение перемычек будет определено по формулам:

;

,

где - коэффициент металла; - коэффициент раскроя.

Выбираем способ фиксации полосы в штампе при вырубке заготовки: по упору без бокового прижима.

Допуски на ширину полосы при толщине материала S = 1,8 мм и предполагаемой ширине полосы свыше 100 мм:

ш = 1 мм.

Рисунок 1.4 - Схема раскроя полосы

Определение ширины полосы:

,

где (при S=3 мм; 150<B<220) - допуск на ширину полос.

Определим шаг подачи полосы в штампе по упору:

.

Определим показатели КИМ для листа :

Для поперечного раскроя:

Определяем количество полос в листе:

шт.,

где 3 = 50 мм - минимальный допуск на боковую обрезку листа.

Количество деталей из полосы:

шт.

Количество деталей из листа n = 94 = 36 шт.

Определяем ширину остатка листа:

Вост = L0 - BHn1 = 2000 - 215,4 9 = 61,4мм.

площадь вырубаемой заготовки:

Определим КИМ:

мм.

Для продольного раскроя:

Определим количество полос из листа:

шт.

Определяем ширину остатка листа:

Вост = В0 - BH*n1 = 1000 - 118,2*8 = 54,4 мм.

Определим количество деталей из полосы:

шт.

Определим количество деталей из листа:

n = 9 4 = 36

Площадь вырубленной заготовки:

Определим КИМ:

Принимаем поперечный раскрой листа. Окончательный выбор исходной заготовки производим после расчета на ЭВМ (табл. 1.2). Используем программу Excel для подбора оптимальных размеров листа, вида раскроя.

Таблица 1.2 - Результаты расчетов параметров раскроя

L0, мм	B0, мм	n1, шт.	n2, шт.	КИМ
Поперечный раскрой
2000	600	9	2	0,5
2000	650	9	3	0,7
2000	670	9	3	0,68
2000	700	9	3	0,65
1420	710	6	3	0,6
1600	750	7	3	0,59
1600	800	7	3	0,55
2000	850	9	3	0,53
2000	900	9	4	0,67
2000	950	9	4	0,64
2000	1000	9	4	0,61
2000	1100	9	5	0,69
2000	1250	9	5	0,61
Продольный раскрой
2000	600	2	4	0,5
2000	650	2	4	0,47
2000	670	2	4	0,45
2000	700	3	4	0,65
1420	710	3	6	0,6

Как видно из расчетов (табл. 1.2) наиболее рационально использовать продольный раскрой полосы с размером листа 1,8х2000х650 мм. Для данного листа рассчитаем:

количество деталей в полосе:

шт.

количество полос:

шт.

количество деталей из листа:

n = n1 . n2 = 36=27 шт.

Определим КИМ:

.

1.4 Определение показателей резки

Для резки выбранного листа на полосы принимаем ножницы гильотинные (с наклонными ножами). Начнем с ножницы НД 3316:

- угол створа ножей = ;

- номинальное усилие Рн = 83кН.

- наибольшая толщина материала Smax = 4,0 мм.

- наибольшая длинна, отрезаемой от листа заготовки Lmax = 2000 мм.

Определяем наибольшее усилие резки:

,

где ; - коэффициент притупления режущих кромок.

Принимаем ножницы НД 3316 со следующими характеристиками:

- номинальное усилие Рн = 83кН;

- длина (ширина) ножей В = 2000 мм;

- число ходов n = 65 мин-1;

- включение ножниц - педально-ножное;

- положение рабочего - сидя;

- муфта - фрикционная или пневматическая, k1 = 1,05.

Определим норму времени на разгрузку.

Исходные данные:

· операция - резка листа на полосы;

· размеры листа - 3 х 2000 х 650 мм;

· длина линии реза - 650 мм;

· площадь листа - 1,3 м2;

· размеры полосы - 3 х 215,4 х 650 мм;

· площадь полосы - 0,14 м2;

· шаг перемещения листа - 213,4 мм;

· количество полос в листе - 9 шт.;

· число двойных ходов в минуту - 65 мин-1;

· площадь отхода листа - 0,0399 м2;

· способ подачи и установки листа (полосы) - вручную, по упору;

· способ уборки отхода - вручную.

Определим норму выработки на разгрузку, заполнив табл. 1.3.

Штучное время:

где k - коэффициент, учитывающий тип механизма включения; tосн - основное время на выполнение всех составляющих действий операции; tвсп - вспомогательное время на выполнение всех составляющих действий операции.

Таким образом запишем необходимые данные в табл.1.3.

Таблица 1.3 - Нормы времени на резку листа на полосы

Прием	Кол-во приемов	Время на 1 прием мин,	Карта	Время на приемы
				Основное	Вспомогательное
					Перекываемое	Не перекрываемое
1. Взять лист из стопы, установить на ножницы	1	0,0638	37	_____	_____	0.0638
2. Включить ножницы	9	0,01	1	_____	_____	0,09
3. Отрезать заготовку	9	0,017	2	0,153	_____	_____
4. Продвинуть лист до упора	8	0,0243	39	_____	_____	0,194
5. Взять отход, переместить на расстояние до 1м, уложить в стопу	1	0,011	41	_____	_____	0,011
Всего	-	-	-	0,153	_____	0,3588

Тогда:

Норма выработки за смену при восьмичасовом рабочем дне (480 часов):

шт./смена.

1.5 Определение количества переходов вытяжки и коэффициентов вытяжки для ступени большего диаметра

Т.к. основная операция формообразования при штамповке рассматриваемой детали (ступенчатая крышка) является вытяжка, то определим количество переходов вытяжки и назначим соответствующие им коэффициенты вытяжки.

Деталь имеет фланец, поэтому выбор допустимого коэффициента вытяжки в первом переходе m1 и m2 зависит от двух параметров: относительной толщины заготовки и относительного диаметра фланца. Тогда:

; принимаем m1=0,41.

мм; принимаем m2=0,75.

Определим расчетное значение допустимого диаметра полуфабриката по переходам и установим число вытяжек:

;

;

Вывод: для получения данной детали необходимо два перехода вытяжки.

Выполним коррекцию коэффициентов вытяжки

Произведем коррекцию второго коэффициента вытяжки:

,

где n=2 - число переходов;

.

Тогда диаметр первого перехода определяется как:

.

Диаметр второго перехода: .

Произведем коррекцию первого коэффициента вытяжки:

.

Выполнив коррекцию коэффициентов вытяжки видно, что и m2=0,75. Данный показатель говорит о правильности произведенного расчета.

1.6 Операция вырубки и вытяжки

Усилие вытяжки заготовки определяется по формуле:

,

где - коэффициент вытяжки; - предел прочности материала детали.

Определим усилие прижима:

,

где:

- площадь прижимаемой поверхности;

- давление создаваемое прижимом.

Определим усилие вырубки:

,

где - усилие сопротивления срезу материала детали.

Определим усилие совмещенной штамповки:

.

Определим усилие штамповочного пресса:

.

Определим шаг хода ползуна пресса:

,

где - высота полуфабриката после первой вытяжки;

.

Определим работу для каждой операции:

;

;

.

Определим работу штамповочного пресса:

.

В соответствии с определенными параметрами назначаем пресс:

- модель - К0134;

- номинальное усилие - 2500 кН;

- работа пресса - 20,25 кДж;

- максимальная закрытая высота - 250 мм;

- ход пресса - 32 .

Определим норму времени на совмещенную вырубку и первую вытяжку.

Исходные данные:

· операция - совмещенная вырубка и первая вытяжка;

· размеры полосы - 3 х 215,4 х 650 мм;

· площадь полосы - 0,14 м2;

· шаг перемещения полосы - 213,4 мм;

· количество деталей в полосе - 3 шт.;

· число двойных ходов в минуту - 32 мин-1;

· площадь отхода листа - 0,0399 м2;

· площадь листа - 1,3 м2;

· площадь детали - 0,0256 м2;

· способ подачи и установки листа (полосы) - вручную, по упору;

· способ удаления: отхода - вручную; детали - пинцетом.

Таблица 1.4 - Нормы времени на совмещенную вырубку и первую вытяжку

Прием	Количество приемов	Время на 1 прием	№ карты	Время на все приемы
				Основное	Вспомогательное
					Перекрываемое	Не перекрываемое
1 Смазать матрицу	1	0,059	4	______	______	0,059
2 Взять полосу установить полосу по упору	1	0.064	37	______	______	0.064
3 Включить пресс	3	0,01	1	______	______	0.03
4 Штамповать	3	0,031	2	0,093	______	______
5 Продвинуть на шаг	2	0,014	40	______	______	0,0284
6 Удалить полуфабрикат в тару	3	0,017	20	______	______	0,0531
7 Удалить отход в тару	1	0,028	21	______	______	0,0278
Итого	___	___	___	0,093	______	0,2627

Определим штучное время для совместной вырубки и первой вытяжки:

.

Определим число полученных изделий за смену:

.

1.7 Операция второй вытяжки

Определение необходимости применения прижима:

;

следовательно операция второй вытяжки производится без прижима.

Определение усилия второй вытяжки:

,

где - коэффициент вытяжки; - предел прочности материала детали.

Определим усилие штамповки:

.

Определим усилие штамповочного пресса:

.

Определим шаг хода ползуна пресса:

.

где - высота полуфабриката после второй вытяжки;

.

Определим работу вытяжки:

.

Определим работу штамповочного пресса:

.

В соответствии с определенными параметрами назначаем пресс:

- модель - К2232;

- номинальное усилие - 1600 кН;

- работа пресса - 6,25 кДж;

- максимальная закрытая высота - 160 мм;

- ход пресса - 71 .

Определим норму времени на совмещенную вырубку и первую вытяжку.

Исходные данные:

· операция - вторая вытяжка;

· число двойных ходов в минуту - 71 мин-1;

Остальные исходные данные смотри выше.

Таблица 1.5 - Нормы времени на вторую вытяжку

Прием	Количество приемов	Время на 1 прием	№ карты	Время на все приемы
				Основное	Вспомогательное
					Перекрываемое	Не перекрываемое
1 Смазать матрицу с одной стороны, установить в штамп	1	0,03	4	______	______	0,03
2 Включить пресс	1	0,01	1	______	______	0.01
3 Штамповать	1	0,014	2	0,014	______	______
4 Удалить полуфабрикат в тару	1	0,007	20	______	______	0,007
Итого	___	___	___	0,014	______	0,047

Определим штучное время для второй вытяжки:

.

Определим число полученных изделий за смену:

.

1.8 Определение количества переходов вытяжки и коэффициентов вытяжки для ступени меньшего диаметра

Так как основная операция формообразования при штамповке рассматриваемой детали (ступенчатая крышка) является вытяжка, то определим количество переходов вытяжки и назначим соответствующие им коэффициенты вытяжки (рис. 1.5).

Рисунок 1.5 - Расчетная схема плоской заготовки

Так как деталь с фланцем, выбор допустимого коэффициента вытяжки в первом переходе m1 зависит от параметра относительного диаметра фланца.

Таким образом:

; принимаем m1=0,5.

Определим расчетное значение допустимого диаметра полуфабриката по переходам и установим число вытяжек:

.

Таким образом, для получения детали необходим один переход вытяжки.

Выполним коррекцию коэффициентов вытяжки:

Диаметр перехода: .

Коэффициента вытяжки:

.

Выполнив коррекцию коэффициентов вытяжки видно, что . Данный показатель говорит о правильности расчета.

1.9 Операция вытяжки ступени меньшего диаметра (третьей вытяжки)

Определение средних размеров ступени (рис 1.5).

мм;

;

;

;

;

мм;

мм.

Рисунок 1.6 - Расчетная схема полуфабриката

Определение по упрощенной формуле:

=

, принимаем .

Определение необходимости применения прижима:

,

следовательно прижим не нужен.

Усилие вытяжки заготовки определяется по формуле:

,

где - коэффициент вытяжки; - предел прочности материала детали.

Определим усилие вырубки:

,

где - усилие сопротивления срезу материала детали.

Определим усилие совмещенной штамповки:

.

Определим усилие штамповочного пресса:

.

Определим шаг хода ползуна пресса:

,

где - высота полуфабриката.

Определим работу для каждой операции:

;

.

Определим работу штамповочного пресса:

.

В соответствии с определенными параметрами назначаем пресс:

- модель - К1426Б;

- номинальное усилие - 400 кН;

- работа пресса - 2,7 кДж;

- максимальная закрытая высота - 90 мм;

- ход пресса - 56 .

Определим норму времени на вытяжку ступени с меньшим диаметром.

Исходные данные:

· Операция - вытяжка ступени с меньшим диаметром;

· размеры полосы - 3 х 215,4 х 650 мм;

· площадь полосы - 0,14 м2;

· шаг перемещения полосы - 213,4 мм;

· количество деталей в полосе - 3 шт.;

· число двойных ходов в минуту - 56 мин-1;

· площадь отхода листа - 0,0399 м2;

· площадь листа - 1,3 м2;

· площадь детали - 0,0256 м2;

· способ подачи и установки листа (полосы) - вручную, по упору;

· способ удаления: отхода - вручную; детали - пинцетом.

Таким образом запишем необходимые для расчета данные в табл. 1.6.

Таблица 1.6 - Нормы времени на третью вытяжку

Прием	Количество приемов	Время на 1 прием	№ карты	Время на все приемы
				Основное	Вспомогательные
					Перекрываемое	Не перекрываемое
1 Смазать матрицу с одной стороны, установить в штамп	1	0,03	4	______	______	0,03
2 Включить пресс	1	0,01	1	______	______	0.01
3 Штамповать	1	0,019	2	0,019	______	______
4 Удалить деталь в тару	1	0,007	20	______	______	0,007
Итого	___	___	___	0,019	______	0,047

Определим штучное время для третьей вытяжки:

.

Определим число полученных изделий за смену:

.

1.10 Операция обрезки с пробивкой отверстий во фланце

Определим усилие обрезки:

,

где - периметр детали (программное обеспечение); - усилие сопротивления срезу материала детали.

Определим усилие пробивки отверстий во фланце:

,

где - периметр детали (программное обеспечение).

Определим усилие разрезки:

.

Определим усилие прижима:

,

где - площадь прижимаемой поверхности; - давление создаваемое прижимом.

Определим усилие штамповки:

кН.

Определим усилие пресса:

.

Определим шаг хода ползуна пресса:

,

где - высота цилиндра.

Определим необходимые работы:

;

;

;

.

Определим работу штамповочного пресса:

.

В соответствии с определенными параметрами назначаем пресс:

- модель - К1430;

- номинальное усилие - 1000 кН;

- работа пресса - 4,35 кДж;

- максимальная закрытая висота - 130 мм;

- ход пресса - 80 .

Определим норму времени на обрезку с пробивкой отверстий во фланце.

Исходные данные:

· операция - обрезки с пробивкой отверстий во фланце;

· размеры полосы - 3 х 215,4 х 650 мм;

· площадь полосы - 0,14 м2;

· шаг перемещения полосы - 213,4 мм;

· количество деталей в полосе - 3 шт.;

· число двойных ходов в минуту - 80 мин-1;

· площадь отхода листа - 0,0399 м2;

· площадь листа - 1,3 м2;

· способ подачи и установки листа (полосы) - вручную, по упору;

· способ удаления: отхода - вручную; детали - пинцетом;

Таблица 1.7 - Нормы времени на обрезку с пробивкой отверстий во фланце

Прием	Количество приемов	Время на 1 прием	№ карты	Время на все приемы
				Основное	Вспомогательное
					Перекрываемое	Не перекрываемое
1 Взять деталь, установить в штамп	1	0,0364	14	______	______	0,0364
2 Включить пресс	3	0,01	1	______	______	0.03
3 Штамповать	3	0,014	2	0,014	______	______
4Удалить деталь в тару	3	0,01	20	______	______	0,03
5 Удалить отход в тару	1	0,0176	21			0,0176
Итого	___	___	___	0,014	______	0,114

Определим штучное время на обрезку с пробивкой отверстий во фланце:

заготовка фланец штамп

.

Определим число полученных изделий за смену:

.

1.11 Операция пробивки отверстий в дне

Определение усилия пробивки:

,

где - периметр детали (рассчитан с помощью программного обеспечения);

;

- усилие сопротивления срезу.

Определим усилие проталкивания детали через поясок матрицы:

,

где - коэффициент проталкивания; - усилие пробивки.

Определим усилие снятия детали с пуансона:

,

где - коэффициент снятия; - усилие пробивки.

Определим усилие прижима:

,

где - площадь прижимаемой поверхности; - давление создаваемое прижимом.

Определим усилие штамповки:

кН.

Определим усилие пресса:

.

Определим шаг хода ползуна пресса:

,

где - высота цилиндра.

Определим необходимые работы:

;

;

.

Определим работу штамповочного пресса:

.

В соответствии с определенными параметрами назначаем пресс:

- модель - К1424В;

- номинальное усилие - 250 кН;

- работа пресса - 0,33 кДж;

- максимальная закрытая высота - 80 мм;

- ход пресса - 180 .

Определим норму времени на пробивку отверстий в дне.

Исходные данные:

· операция - пробивка отверстий в дне;

· размеры полосы - 3 х 215,4 х 650 мм;

· площадь полосы - 0,14 м2;

· шаг перемещения полосы - 213,4 мм;

· количество деталей в полосе - 3 шт.;

· число двойных ходов в минуту - 180 мин-1;

· площадь отхода листа - 0,0399 м2;

· площадь листа - 1,3 м2;

· площадь детали - 0,0256 м2;

· способ подачи и установки листа (полосы) - вручную, по упору;

· способ удаления: отхода - вручную; детали - пинцетом;

Таблица 1.8 - Нормы времени на пробивку отверстий в дне

Прием	Количество приемов	Время на 1 прием	№ карты	Время на все приемы
				Основное	Вспомогательное
					Перекрываемое	Не перекрываеое
1 Взять деталь, установить в штамп	1	0,0364	14	______	______	0,0364
2 Включить пресс	1	0,01	1	______	______	0.01
3 Штамповать	1	0,0058	2	0,0058	______	______
4 Удалить деталь в тару	1	0,0177	20	______	______	0,0177
Итого	___	___	___	0,0058	______	0,0641

Определим штучное время для пробивки отверстий в дне:

.

Определим число полученных изделий за смену:

.

2. Проектирование штампа совмещенного действия для вырубки и первой вытяжки

2.1 Техническое задание на проектирование

Техническое задание на проектирование штампа вкл. следующие пункты:

· тип штампа - специальный совмещенного действия, обычной точности;

· способ подачи - вручную;

· способ фиксации заготовки - по средством направляющих планок и упора;

· способ удаления полуфабриката - вручную, после съема и проталкивания их толкателями пресса, отходом будут являться остатки полосы;

· способ удаления - вручную;

· количество одновременно штампуемых деталей - одн;

· способ вытяжки - прямая дном вверх;

· предполагается применение прижима и выталкивателя.

Схема расположения рабочих частей штампа: пуансон, матрица - на нижней части штампа, пуансон-матрица закреплен на верхней плите; выталкиватели - верхний.

2.2 Описание конструкции и работы штампа

В условиях мелкосерийного производства целесообразно выполнять штамповку с ручной подачей полосы применяя универсальное оборудование (открытые кривошипные пресса, которые оснащены буферным устройством в столе пресса). В этом случае штамповка осуществляется дном вверх.



Рисунок 2.1 - Чертеж штампа

Конструкция штампа простого действия для совмещенной вырубки и первой вытяжки представлена на чертеже ДГМА010000.105.КПСБ. Как видно из чертежа, штамп имеет заднее расположение направляющих элементов, что объясняется направлением подачи исходного листового проката (полоса) и требуемой точностью штамповки (14 квалитет).

Блок штампа включает:

· плиту нижнюю (поз. 11);

· плиту верхнюю (поз. 10);

· хвостовик (поз. 19);

· направляющие колонки (поз. 3);

· направляющие втулки (поз. 1).

Пакет штампа включает:

· пуансон вытяжной (поз. 12);

· матрицу (поз. 4);

· пуансон-матрицу (поз. 14);

· прижим (поз. 15);

· плиту каленую(поз. 9);

· матрицедержатель (поз. 5);

· пуансонодержатель (поз. 13)

· толкатели (поз. 17);

· выталкиватель (поз. 2);

· направляющие планки (поз.7,8);

· упор (поз. 26);

· сьемник (поз. 16).

В качестве элементов крепления применяют винты с шестигранным углублением под ключ (поз. 20,22,23,21), а в качестве элементов центрирования - штифты (поз. 27,28). Так как прикидочная масса штампа более 18 кг, то для то для его транспортировки предусмотрены три грузовых винта (поз. 25).

Работа штампа осуществляется следующим образом: штамповщик берет полосу из стопы и вставляет в штамп с правой стороны по направляющим планкам до упора. Первым происходит процесс вырубки, поэтому полоса укладывается на матрицу с отверстием, по краям которого находятся режущие кромки (диаметр отверстия равен диаметру заготовки). При включении пресса на рабочий ход вначале осуществляется вырубка заготовки, а при дальнейшем опускании ползуна - вытяжка, на требуемую глубину. Вытяжной пуансон (поз. 12) закреплен в нижней плите, а вытяжная матрица (поз. 14) закреплена в матрицедержателе (поз. 13) который крепится к верхней плите (поз. 10).

При обратном ходе ползуна пресса прижим (поз. 15) осуществляет съем полуфабриката с пуансона (поз. 12), а выталкиватель (поз. 2) выталкивает полуфабрикат из матрицы (поз. 4). Усилие на прижим (поз. 15) передается от буфера пресса через толкатель (поз. 17), а усилие выталкивания передается на выталкиватель (поз. 2) через толкатель (поз. 18) от специальной планки установленной в ползуне пресса.

Отштампованное изделие остается на прижиме, который находится в своем крайнем верхнем положении (КВП). После остановки ползуна в КВП, штамповщик удаляет изделие в тару при помощи пинцета. Затем продвигают полосу на шаг до упора (поз. 26). Пресс готов к следующему циклу работы.

Для безопасности штамповщика включение пресса обоерукое, либо педалью, а установление ползуна в КВП осуществляется за счет пневмо-фрикционного тормоза.

2.3 Разработка конструкции вырубной матрицы

Форма матрицы определяется формами и размерами штампуемой детали. Матрицу выбираем прямоугольной.

Размеры прямоугольной матрицы определяют (ориентировочно) исходя из размеров ее рабочей зоны.



Рисунок 2.2 - Эскиз матрицы вырубной

Определим необходимые размеры матрицы:

;

;

.

Из ряда стандартных размеров принимаем Нм=36 мм. Остальные размеры матрицы определяем по данным

Тогда:

.

Назначаем винты М12, dв=13 мм (при Pвыр>500 кН), так как матрица позиционируется за счет ее посадки в плиту, то центровочные штифты не требуются.

Выполним проверку на прочность по формуле:

.

2.4 Определение размеров прижима - выталкивателя

Рисунок 2.3 - Эскиз прижима-выталкивателя

Конструктивно принимаем: lб=6 мм; hб=10 мм; hпр=74 мм.

Тогда исходя из рис. 2.3:

Hпр= hпр+ hб=74+10=84 мм;

Dпр=D0d11=208d11 мм;

Dб=Dпр+2 lб =208+2*6=220 мм;

dпр=dп=80 мм.

2.5 Определение размера вытяжного пуансона

Рисунок 2.4 - Эскиз пуансона вытяжного

Определение длины рабочей части пуансона:

мм.

Определение длины выточки:

мм.

Определение длины вытяжного пуансона:

мм,

принимаем мм.

Определение остальных размеров пуансона вытяжного (рис. 2.4):

- мм;

- (округлить до целого числа) мм;

- мм.

2.6 Определение рабочих размеров пуансона-матрицы

Рисунок 2.5 - Эскиз пуансона-матрицы

Определение размеров рабочей части пуансон-матрицы:

мм,

Определение остальных размеров пуансон-матрицы (рис. 2.5):

мм;

- мм (принято конструктивно);

- мм (принято конструктивно);

мм;

мм.

Окончательно принимаем мм,

где мм; мм - зазор безопасности; мм - толщина направляющей планки; мм - толщина съемника; мм.

2.7 Выбор блока штампа

Блок штампа выбирают в соответствии с максимальными размерами пакета штампа. А именно раз мерами А и В (см. рис 2.7).

Схема блока штампа выбирается из условия необходимой точности штамповки. Так как штамп обычного действия, соответственно точность штамповки не высока - блок штампа выбираем с задним расположением колонок.

Рисунок 2.6 - Эскиз плиты нижней

Габаритные размер пакета штампа А=300 мм; В=300 мм. В соответствии с этим выбираем ближайший больший, либо равный по размерам блок штампа. Таким образом был выбран блок №53 имеющий размеры:

Ар.п =320 мм; Вр.п =320 мм; L1=320 мм; r=50 мм; dнп=50 мм; e1=50 мм; L3=380мм.

Рисунок 2.7 - Элементы блока штампа в сборе

Толщина нижней и верхней плит: h1=70 мм; h2=80 мм.

Размеры направляющих колонок (их длина) и направляющих втулок были приняты конструктивно.

2.8 Выбор типа хвостовика

Для сконструированного штампа выбираем хвостовик с буртиком, исходя из того, что этот тип обеспечивает наилучшую центровку (перпендикулярность хвостовика оси штампа) и применяется для всех типов блочных и пакетных штампов. Конструкция хвостовика приведена на рис. 2.8.

Рисунок 2.8 - Чертеж хвостовика

Так как нами используется пресс большого усилия (2,5 МН), хвостовик имеет нестандартный размер, которые были подобраны конструктивно.

2.9 Выбор материалов деталей штампа совмещенного действия для вырубки и первой вытяжки

В соответствии с источником назначаем следующие материалы деталей штампа:

· втулка направляющая - сталь 45;

· выталкиватель - сталь 45;

· колонка направляющая - сталь 45;

· матрица вырубная - сталь Х12Ф1;

· матрицедержатель - сталь 40;

· планка направляющая левая - сталь 45;

· планка направляющая правая - сталь 45;

· планка поддерживающая - сталь 45;

· плита подкладная каленая - сталь 50;

· плита верхняя - сталь 35Л;

· плита нижняя - сталь 35Л;

· пуансон вытяжной - сталь У10А;

· пуансонодержатель - сталь 45;

· пуансон-матрица - сталь Х12;

· прижим - сталь 45;

· сьемник - сталь 10;

· толкатель - сталь 45;

· толкатель - сталь 45

· хвостовик - сталь 35;

· винты - сталь 45;

· штифты - сталь У8;

· упор - сталь 45.

3. Проектирование штампа простого действия для третьей вытяжки

3.1 Техническое задание на проектирование

Техническое задание на проектирование штампа вкл. следующие пункты:

· тип штампа - специальный простого действия, обычной точности;

· способ установки полуфабриката - вручную пинцетом;

· способ фиксации полуфабриката в штампе - по средством фиксатора;

· способ удаления штамповок - вручную, пинцетом, после съема и проталкивания их толкателями пресса,

· количество одновременно штампуемых деталей - одна;

· способ вытяжки - прямая дном вверх.

· Предполагается применение прижима и выталкивателя.

Схема расположения рабочих частей штампа: пуансон - на нижней части штампа, пуансон-матрица закреплен в верхней плите; выталкиватель - верхний.

3.2 Описание конструкции и работы штампа

В условиях мелкосерийного производства целесообразно выполнять штамповку с ручной подачей полуфабриката и применять универсальное оборудование. В частности открытые кривошипные пресса, которые оснащены буферным устройством расположенном в столе пресса. В этом случае штамповка осуществляется дном вверх.

Конструкция штампа простого действия для совмещенной вырубки и первой вытяжки представлена на чертеже ДГМА.010000.105.КПСБ. Как видно из чертежа, штамп имеет заднее расположение направляющих элементов, что объясняется требуемой точностью штамповки (14 квалитет).

Рисунок 3.1 - Чертеж штампа

Блок штампа включает:

· плиту нижнюю (поз. 7);

· плиту верхнюю (поз. 6);

· хвостовик (поз. 17);

· направляющие колонки (поз. 3);

· направляющие втулки (поз. 1).

Пакет штампа включает:

· пуансон вытяжной (поз. 8);

· матрицу (поз. 4);

· матрицедержатель (поз. 5);

· толкатели (поз. 9, 10);

· выталкиватель (поз. 2).

В качестве элементов крепления применяют винты с шестигранным углублением под ключ (поз. 13,14,15), а в качестве элементов центрирования - штифты (поз. 18). Так как прикидочная масса штампа более 18 кг, то для то для его транспортировки предусмотрены три грузовых винта (поз.16 ).

Работа штампа осуществляется следующим образом:

Штамповщик берет полуфабрикат из тары и устанавливает его в штамп на фиксатор (поз. 11). Так как происходит процесс вытяжки, полуфабрикат устанавливается на фиксатор имеющий внутренние размеры первой ступени детали, фиксатор имеет внутреннее отверстие на 1 мм большее, чем рабочий диаметр пуансона (поз. 8). При включении пресса на рабочий ход при опускании ползуна осуществляется вытяжка на требуемую глубину. Вытяжной пуансон (поз. 8) закреплен в нижней плите, а вытяжная матрица (поз. 4) закреплена в матрицедержателе (поз. 5) который прикреплен к верхней плите (поз. 6).

При обратном ходе ползуна пресса, отштампованное изделие остается на фиксаторе, откуда оно удаляется штамповщиком в тару с помощью пинцета.

После остановки пресса новый полуфабрикат устанавливают на фиксатор и цикл повторяется в такой же последовательности.

Для безопасности штамповщика включение пресса обоерукое, либо педалью, а установление ползуна в КВП осуществляется за счет пневмофрикционного тормоза.

3.3 Определение размеров вытяжного пуансона

Рисунок 3.2 - Эскиз пуансона вытяжного

Определение длины рабочей части пуансона:

мм.

Определение длины выточки:

мм.

Определение длины вытяжного пуансона:

мм, принимаем мм.

Определение остальных размеров пуансона вытяжного (рис. 3.2):

- мм;

- (округлить до целого числа) мм;

- мм;

3.4 Определение рабочих размеров матрицы для вытяжки

Рисунок 3.3 - Эскиз пуансона-матрицы

Определение размеров рабочей части пуансон-матрицы:

мм,

Определение остальных размеров пуансон-матрицы (рис. 3.3):

мм;

- мм (принято конструктивно);

- мм (принято конструктивно);

мм;

мм.

Окончательно принимаем мм.

где мм; мм - зазор безопасности; мм - толщина направляющей планки; мм - толщина съемника; мм.

3.5 Выбор блока штампа

Блок штампа выбирают в соответствии с максимальными раз мерами пакета штампа. А именно раз мерами А и В (см. рис 3.4).

Схема блока штампа выбирается из условия необходимой точности штамповки. Так как штамп обычного действия, соответственно точность штамповки не высока - блок штампа выбираем с задним расположением колонок.

Габаритные размер пакета штампа А=200 мм; В=200 мм. В соответствии с этим выбираем ближайший больший, либо равный по размерам блок штампа.

Таким образом был выбран блок №53 имеющий размеры:

Ар.п =200 мм; Вр.п =200 мм; L1=200 мм; r=56 мм; dнп=40 мм; e1=40 мм; L3=255 мм.

Рисунок 3.4 - Эскиз плиты нижней

Рисунок 3.5 - Элементы блока штампа

Толщина верхней и нижней плит: h1=63 мм; h2=56 мм.

Размеры направляющих колонок (их длинна) и направляючих втулок были приняты конструктивно.

3.6 Выбор типа хвостовика

Для сконструированного штампа выбираем хвостовик с фланцем, исходя из того, что этот тип применяется при осуществлении операций, не требующих высокой точности (простого действия) и применяется для всех типов блочных и пакетных штампов.

Рисунок 3.6 - Эскиз хвостовика

3.7 Выбор фиксатора

Эскиз фиксатора приведен на рис. 3.7.



Рисунок 3.7 - Эскиз фиксатора

Предварительно вытянутая заготовка одевается на фиксатор, следствием этого является прямая зависимость размеров фиксатора, от размеров заготовки получившейся после предшествующих операций вытяжки и хода осуществляемой вытяжки. Размеры фиксатора подобраны конструктивно.

3.8 Выбор материалов деталей штампа простого действия для 3-й вытяжки

Назначаем следующие материалы деталей штампа:

· втулка направляющая - сталь 45;

· выталкиватель - сталь 45;

· колонка направляющая - сталь 45;

· матрица - сталь Х12;

· матрицедержатель - сталь 40;

· плита верхняя - сталь 35Л;

· плита нижняя - сталь 35Л;

· пуансон вытяжной - сталь У10А;

· толкатель - сталь 45;

· толкатель - сталь 45;

· хвостовик - сталь 35;

· фиксатор - сталь 45;

· винты - сталь 45;

· штифты - сталь У8;

Заключение

В выполненном курсовом проекте был разработан технологический процесс изготовления детали "Крышка", содержащий анализ технологичности, анализ вариантов технологического процесса и выбор более рационального, подбор листа для раскроя, расчет заготовки и раскроя полосы, определение последовательности операций, расчет основных параметров каждой операции, норма времени на их выполнение.

В данной работе были разработаны разделительно-формоизменяющий и формоизменяющий штампы, выбраны их конструкции, определены исполнительные размеры пуансонов и матриц, выбраны основные конструктивные элементы штампов, выбраны единицы штамповочного оборудования, на которое устанавливается каждый штамп.

В графической части проекта представлен чертеж заданной детали, а также разработаны карты эскизов, сборочные чертежи разделительно-формоизменяющего и формоизменяющего штампов, чертежи основных деталей формоизменяющего штампа.

Список использованной литературы

Справочник конструктора штампов: Листовая штамповка/ Под общ. ред. Л.И. Рудмана. - М.: Машиностроение, 1988. - 496с.

Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. 5-е изд. - М.: Машиностроение, 1973. - 516с.

Наладка прессов для листовой штамповки: Справочник - М.: Машиностроение, 1980. - 219с.

Общемашиностроительные нормативы времени на холодную штамповку, резку, высадку и обрезку. - М.: Экономика,1987. - 167с.

Справочник по оборудованию для листовой штамповки/ Под общ. ред. Л.И. Рудмана. - Киев: "Тэхника", 1989. - 231с.

Г.Д. Скворцов Основы конструирования штампов для холодной листовой штамповки. Конструкции и расчеты.- М.: Машиностроение, 1972.-354с.

Размещено на Allbest.ru

...