Особенность штамповки листового материала

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Конструктивно-технологический анализ детали

1.1 Описание марки материала

1.2 Анализ вариантов технологических схем изготовления детали

1.3 Расчет технологических параметров

2. Расчет шага расположения заготовок

2.1 Определение количества заготовок

2.2 Расчет коэффициента использования материала

3. Расчет усилия резки листа на полосы

3.1 Определение усилия вырубки развертки детали и подбор пресса

3.2 Определение усилий гибки детали, выбор марки пресса

Список использованной литературы



Введение

Листовая штамповка, или штамповка листового материала, является широко распространённой и весьма прогрессивной разновидностью технологии обработки металла давлением. Используя в качестве исходной заготовки листовой материал (полоса, лента, лист), листовой штамповкой можно изготовлять большую номенклатуру самых разнообразных плоских и пространственных деталей.

Листовая штамповка широко применяется в машиностроительной, приборостроительной, самолётостроительной и других отраслях промышленности. Большое распространение холодная штамповка получила в мелкосерийном и серийном производстве, где выпуск продукции позволяет применять технически более совершенные, хотя и более сложные и дорогие штампы.



1. Конструктивно-технологический анализ детали

Материал: лист 1,5 ГОСТ 21631-76 АМцАМ ГОСТ 4784-89.

Данная деталь изготавливается из материала АМцАМ и имеет простую конфигурацию без узких и длинных вырезов и прорезей , ее толщина S = 1,5мм. Сопряжение сторон наружного контура выполняется с закруглениями 0,5 мм, т.к. вырубка осуществляется по всему контуру. Деталь не является длинной и узкой, ее ширина 36 мм. Диаметр пробиваемых отверстий равен 3 мм, при минимальном допустимом 0,8S. Расстояние от края отверстия до прямолинейного наружного контура детали 10мм, что больше толщины детали. Отверстия пробиваются одновременно и расстояние между ними b = 20 мм, что удовлетворяет условию b(23)S. Следовательно, можно сделать вывод, что деталь является технологичной и изготавливается операциями вырубки и пробивки.

1.1 Описание марки материала

АМц - алюминиевый деформируемый сплав, где основным легирующим элементом является марганец. Химический состав материала соответствует требованиям ГОСТ 4784-97. Сплав марки АМц обладает высокой коррозионной стойкостью, пластичностью и хорошей свариваемостью. Материал не упрочняется термической обработкой, магнитные свойства отсутствуют. Сплав марки АМц используется для производства малонагруженных деталей, радиаторов и строительных конструкций. По состоянию материала различают алюминий мягкий АМцМ и нагартованный АМцН. Горячий отжиг, закалка, естественное или искусственное старение улучшают физические и механические свойства цветных металлов.



1.2 Анализ вариантов технологических схем изготовления детали

Основными техническими признаками, влияющими на выбор варианта технологического процесса, являются: механические свойства и толщина материала, степень сложности конфигурации детали и ее габариты, требуемая точность детали, место расположения отверстий и точность расстояния между их осями и т.д. Основным экономическим признаком, от которого зависит решение вопроса экономической целесообразности того или иного варианта, является серийность производства.

Варианты технологических схем ее изготовления:

-раскрой листа на полосы;

-вырубка в штампе полосы заготовки с одновременной пробивкой в ней отверстий в штампе совмещенного действия;

-гибка заготовки в штампе;

-доводка детали вручную.

-раскрой листа на полосы;

-вырубка детали;

-пробивка 4х отверстий, диаметром 4мм;

-гибка заготовки в штампе;

-доводка детали вручную.

1.3 Расчет технологических параметров

Определение размеров плоских заготовок, подлежащих гибке, основано на равенстве длины заготовки длине нейтрального слоя изогнутой детали и сводится к определению положения и длины нейтрального слоя в зависимости от относительного радиуса изгиба r/S.



Длина нейтрального слоя в изогнутом участке определяется по формуле:

,

где l-длина нейтрального слоя изогнутого участка, мм

r = 2 мм - радиус нейтрального слоя

x = 0,45 - коэффициент, определяющий положение нейтрального слоя

Таким образом, ширина заготовки определится по формуле:

мм.

Принимаем 132 мм.

длина прямолинейных участков детали, lkr = 6.11*4=24.4,

L =132+24.4 =155,5 мм (Принимаем 160)

Итак, размеры заготовки штамповки детали: 160х60 мм.

Расчет ширины полосы материала для изготовления заготовки

Она в основном зависит от марки и толщины материала, величины перемычек между выбираемыми заготовками, расположения заготовок в полосе, конструкции штампа, точности работы оборудования для раскроя листов, применяемых средств механизации подачи полосы в штамп.

Принимаем для разрабатываемого процесса, что лист разрезается на полосы на гильотинных ножницах. Заготовки из полос вырубаются в штампе без бокового прижима полосы и с подачей материала в любую зону вручную.

Формула для расчета ширины полосы в этом случае имеет вид:

- величина перемычки между заготовками,

- односторонний (минусовый) допуск на ширину полосы,

- гарантийный зазор между полосой и направляющими штампа,

В зависимости от расположения заготовки на полосе, ширина полосы может быть следующая:

В1 = 160+2(2,5+1,2)+1 = 153,6 мм.

В2 = 60+2(2,5+1,2)+1 = 68 мм.



2. Расчет шага расположения заготовок

По ГОСТу выбираем листы, габаритом 1000х2000 мм. При изготовлении деталей гибкой, необходимо, по возможности, соблюдать правило, чтобы линия сгиба не совпадала с направлением проката листа. Шаг расположения заготовок на полосе составляет:

t1= 60+1,6 = 60,6 мм, t2 = 160+1,6 = 161,6 мм

Рисунок 2 - Расположение полос при раскрое листа

2.1 Определение количества заготовок

Определяем количество заготовок, которое можно получить по вариантам а) и б). деталь заготовка развертка пресс

Таблица 1 - Количество заготовок, получаемых из листов при различных вариантах раскроя.

Габариты листа мхм	Вариант раскроя	Количество (шт.)
		Полос из листа	Заготовок из полосы	Заготовок из листа
1,0х2,0	а	2000:153,6=13	1000:60,6=16	13х16=208
	б	1000:68=15	2000:161,6=12	15х12=180
1,2х2,0	а	2000:153,6=13	1200:60,6=19	13х19=247
	б	1200:68=17	2000:161,6=12	17х12=204



2.2 Расчет коэффициента использования материала

Производим расчет коэффициента использования материала листов:

.

Для определения площади заготовки f, разбиваем ее на фигуры простой геометрической формы. Общая площадь заготовки:

f = 155,5*28-((4+4)(4+4)-3,14*42 ) = 4149 мм2.

Таким образом, для разработки технологического процесса изготовления детали выбираем лист габаритом 1000х2000 и его раскрой по варианту а).



3. Расчет усилия резки листа на полосы

Произведем подбор гильотинных ножниц исходя из усилий резания и ширины отрезаемой полосы. Усилие резания определяем по формуле:

,

где S0 = 2 мм - толщина материала, =25 кгс/ммІ, - угол створа ножниц, =1,3 - коэффициент, учитывающий затупление ножей, разброс толщины и механических свойств материала .

,

Ножницы для резки материала толщиной 2,5 мм ,пределом прочности 50 кг/ммІ и шириной реза 1600 мм по каталогу выбираем модель Н473 (ГОСТ 6282-52). Правильность их выбора проверяем по развиваемому усилию резания:

,

Таким образом, для техпроцесса можно рекомендовать гильотинные н жницы модели Н473.

3.1 Определение усилия вырубки развертки детали и подбор пресса

Усилие резания материала при вырубке заготовок по наружному контуру определяем по формуле:

,

,

,

=73,5 кН

Усилие снятия полосы с пуансона

Рсн1=Ксн *Р , где Ксн = 0,12 - для штампа последовательного действия (вырубка-пробивка).

Pсн1 =0,12*31,03 = 3,72 кН

Усилие проталкивания заготовки через матрицу:

, где - при вырубке на провал, n - количество заготовок, находящихся одновременно в цилиндрической шейке матрицы. Учитывая необходимость периодического ремонта - перешлифовки режущей кромки матрицы, принимаем n=3:

Pпр1 =0,1*73,5*3 = 22 кН

Усилие резания при пробивке 8-ми отверстий:

P2 = 4р*d*S0 уcр= 4 *3,14*2,6*2*25 =1632,8 кгс (16,32кН)

Усилие снятия заготовки с пуансона:

, где - для многопуансонного пробивного штампа.

Рсн2 =0,15*16,32 =2,44кН

Усилие проталкивания отходов при пробивке отверстий:

Рпр2 = кпр *Р2n, где кпр = 0,14 - при вырубке с обратным выталкиванием, n=3.

Рпр2 = 0,14 *16,32 = 2,28 кН

Общее усилие пресса, необходимое для выполнения этой операции, составит:

,

где =1,3 - коэффициент, учитывающий потери, затупление режущих кромок, разброс толщины и механических свойств материала и др.

Р? =1,3*(73,5+16,32+3,72+2,44+22+2,28)= 156,3 кН

Произведем выбор пресса по каталогу оборудования , в зависимости от , величины рабочего хода ползуна, закрытой высоты габаритов штампа в плане.

При этом условно принимаем следующее:

-рабочий ход ползуна должен быть не менее 10-20 мм,

-закрытая высота штампа Нзакр =150*S0 =300 мм

-габариты штампа в плане 450х700мм.

Наиболее подходящим для нашего случая выбираем пресс К 116 Б (усилие пресса Р=360кН , ход ползуна h=64мм, габариты стола пресса 480х720мм Нзак= 300мм).

3.2 Определение усилий гибки детали, выбор марки пресса

Определим усилие гибки заготовки. Применяется четырехугловая гибка с прижимом:



,

где В = 28 мм - длина линии гиба, =0,2 - коэффициент для двухугловой гибки.

Р = 2,5*28*2*30*0,2 = 840 кгс (принимаем 8,4 кН)

Выбираем пресс для выполнения операции четырехуголовой гибки с прижимом, при этом условно принимаем:

-ход ползуна не менее 2х высот детали, т.е. 30мм,

-закрытая высота штампа ,

-габариты штампа в плане 350х750мм.

По каталогу выбираем пресс ЭР50 (усилие пресса Р= 500кН , ход ползуна

h= 70 мм , габариты стола пресса 370х575мм = 265мм).

Расчет параметров пружинения материала

Радиус закругления пуансона, учитывающий отпружинивание заготовки после ее гибки, определим по формуле:

,

- внутренний радиус детали,

- модуль упругости материала,

,

Угол пружинения материала после снятия внешней нагрузки:



,

Таким образом, в технических условиях на проектирование гибочного штампа необходимо задать радиус закругления пуансона 2,96мм , а угол сопряжения рабочих кромок пуансона 86,6є



Список использованной литературы

Позняк Л.А. Штамповые стали для холодного деформирования. Издательство Металлургия, Москва, 1966.

Методы испытания, контроля и исследования машиностроительных материалов: Справ.пособие. Т.1. Методы исследования механических свойств металлов. -М.: Машиностроение, 1973.

Уваров В.В., Носова Е.А. Структура и свойства листовых сталей для холодной штамповки: Учеб. пособие / Под общ. ред. Гречникова Ф.В. Самар.гос.аэрокосм.ун-т. Самара, 2004. 73 с.

Зубцов ME. Листовая штамповка. -Л.: Машиностроение, 1980. - 432с.

Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. -Л: Машиностроение, 1971. -782с.

Попов Е.А. Основы теории листовой штамповки. - М.: Машиностроение, 1977. - 280 с.

Ковка и штамповка: Справочник: В 4 т. Т. 4 Листовая штамповка / Под. ред. Матвеева А.Д.; Ред. совет: Семёнов Е.И. и др. - М.: Машиностроение, 1985 - 1987. - 544 с.: ил.

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

Размещено на Allbest.ru

...