Анализ конструктивности формы и технологичности изготовления элементов детали операциями листовой штамповки

1. Анализ конструктивности формы и технологичности изготовления элементов детали операциями листовой штамповки

Под технологичностью следует понимать такое сочетание конструктивных элементов, которое обеспечивает наиболее простое и экономичное изготовление деталей при соблюдении техники и эксплуатационных требований к ним.

Основными показателями технологичности листовых холодноштамповочных деталей являются:

наименьший расход материала;

наименьшее количество и низкая трудоемкость операции;

отсутствие последующей механической обработки;

наименьшее количество требуемого оборудования и производственных площадей;

применение прогрессивных материалов;

наименьшее количество оснастки при сокращении затрат и сроков подготовки производства.

Общим результативным показателем технологичности является наименьшая стоимость штампуемых деталей.

Возможность формообразования при разделительных операциях определяется способностями материала заготовки изменять форму под действием деформирующего усилия и возможностью изготовления рабочих частей штампа способных осуществить заданное формоизменение. Деталь получаем за две операции: вырубка контура, пробивка отверстий. Конфигурация детали простая.

Для достижения качественных деталей при вырубке должны соблюдаться определенные требования по наименьшему расстоянию отверстий и пазов от края детали, а также минимальные диаметры вырубаемых отверстий.

Расстояние между пробиваемыми отверстиями, а также между краем детали и отверстием больше минимальных значений перемычек, при которых можно использовать пробивку, т.е. больше чем  таблица 1 /2/.

Масштаб 5:1

Рис.1 Эскиз для анализа технологичности формы детали

2. Составление технологической схемы штамповки

Технологическая схема штамповки включает в себя определение размеров плоской заготовки, необходимой для изготовления заданной детали, определения операций для изготовления детали, их качество и последовательность. Также оценивается возможность совмещения операций. Определение типа штампа с учетом серийности производства.

В рассматриваемом случае деталь гибке не подлежит, поэтому все размеры оставляем без изменений.

3. Разработка схемы раскроя материала

Понятие раскрой включает в себя такие составные элементы, как раскрой листа и раскрой полосы. Мерой эффективности раскроя служит коэффициент использования металла.

Раскрой полосы должен обеспечить: наилучшее качество детали, наилучшее использование материала, простоту конструкции штампа и наивысшую стойкость его рабочих частей, а также удобство и безопасность работы на штампе. Экономичность раскроя зависит от правильно выбранной величины перемычек. Ширина перемычек при вырубке (между деталями и по краям полосы) зависит от ряда факторов: толщины листа, свойств материала. типа штампа. Размеров и формы вырубаемого контура.

Рассчитаем ширину полосы

 /2/

где- допуск на ширину ленты (таблица 1/2/), мм;

- ширина перемычки, мм;

- ширина полосы, мм;

- размер вырубаемой детали, мм;

По ГОСТ 4986-70 выбираем ленту 12Х18Н9(М)

Находим коэффициент использования металла:

где- коэффициент использования металла;

- площадь штампуемой детали,; Площадь

 ширина ленты, ;

- шаг подачи.

Рис.2 Эскиз схемы раскроя

4. Определение величины потребного усилия штамповки по операциям и полного технологического усилия

При вырубке и пробивке, потребное для этих операций усилие зависит от габаритных размеров вырубаемой детали и пробиваемых отверстий, толщины и механических свойств штампуемого материала, зазора между пуансоном и матрицей формы и состояния режущих кромок пуансона и матрицы, способа удаления деталей и отхода применяемой смазки.

Для операции «вырубка детали по контуру с пробивкой отверстий применяем инструмент с плоскими кромками.

Усилие вырубки и пробивки определяем по формуле

 /1/

где - усилие вырубки, кН;

- периметр вырубаемого контура, включая отверстие, мм;

- толщина материала, мм;

- сопротивление срезу, МПа.

.

 (Приложение 1 /2/)

При вырубке деталь остается в матрице, а отход плотно охватывает пуансон. В связи с этим при рабочем ходе пуансона необходимо преодолеть не только сопротивление выруке-пробивки, но и сопротивление сил трения, возникающих при перемещении детали относительно матриц, а также сопротивление сил трения на контактной поверхности пуансону и отхода металла. В этом случае усилие пресса

 /1/

Усилие для снятия с пуансона полосы  и проталкивания детали через матрицу  принимаются в процентах от усилия вырубки

где=0,03 (по таблице 11 /2/)- коэффициент усилия снятия.

где =0,02 (по таблице 11/2/)- коэффициент проталкивания детали (отхода) после штамповки.

Фактическое усилие берется больше расчетного усилия и принимается с поправочным коэффициентом 1,3 /1/, учитывающим наличие побочных явлений - неравномерность толщины материала, затупления режущих кромок и т.д.

Следовательно: