Анализ вариантов технологических схем изготовления детали

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.

Анализируя конструкцию и материал детали, могут приниматься следующие 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.

-раскрой листа на полосы;

-вырубка детали;

-сверление в кондукторе 4х отверстий, диаметром 4мм;

-гибка заготовки в штампе;

-доводка детали вручную.

Принимаем I вариант изготовления детали, т.к. он содержит меньшее количество операций и является более экономичным.

1.3 Расчет технологических параметров

 

1.3.1 Определение размеров заготовки

Размеры развертки детали: , где  - длина прямолинейных участков детали, ,

Итак, размеры заготовки штамповки детали: 76,4х30 мм.

1.3.2 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:

,

.

1.3.3 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 (рис. 2). Шаг расположения заготовок на полосе составляет:

,.

Рисунок 2 – Расположение полос при раскрое листа

1.3.4 Определение количества заготовок

Определяем количество заготовок, которое можно получить по вариантам а) и б) (Табл.5)

Таблица 5 – 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	2000:84,8=23	1000:31,6=31	23х31=713
	б	1000:38,4=26	2000:78=25	26х25=650
1,2х2,0	а	2000:84,8=23	1200:31,6=37	23х37=851
	б	1200:38,4=31	2000:78=25	31х25=775

 

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: .

.

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

Использование оставшегося материала листа:

. , значит, можно использовать оставшуюся полосу листа , изменив расположение заготовок на листе (рис. 3). Количество заготовок из полосы : 1000:84,8=11.

. , значит, оставшуюся полосу листа  использовать невозможно.

Следовательно,

Рисунок 3 – Расположение заготовок на листе

Расчет усилия резки листа на полосы

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

,

где  - толщина материала, =25 кгс/мм²,  - угол створа ножниц, =1,3 – коэффициент, учитывающий затупление ножей, разброс толщины и механических свойств материала и др.

 (24,8кН)

Ножницы для резки материала толщиной 2,5 мм ,пределом прочности 50 кг/мм²и шириной реза 1600ммпо каталогу выбираем модель Н473 (ГОСТ 6282-52). Правильность их выбора проверяем по развиваемому усилию резания:

 (31,03кН)

Таким образом, для техпроцесса можно рекомендовать гильотинные ножницы модели Н473.

Определение усилия вырубки развертки детали и подбор пресса

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

,

,

,

=10296кгс (103кН).

Усилие снятия полосы с пуансона:

, где  - для штампа последовательного действия (вырубка-пробивка).

.

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:

.

Усилие резания при пробивке 4х отверстий:

(18,8кН),

Усилие снятия заготовки с пуансона:

, где  - для многопуансонного пробивного штампа.

,

Усилие проталкивания отходов при пробивке отверстий:

, где  - при вырубке с обратным выталкиванием, n=3.

.

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.

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 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 = 300мм).

Определение усилий гибки детали, выбор марки пресса

Определим усилие гибки заготовки. Применяется четырехугловая гибка с прижимом:

,

где В=30мм – длина линии гиба, =0,2 – коэффициент для двухугловой гибки.

 (9кН).

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

-ход ползуна не менее 2х высот детали, т.е. 40мм,

-закрытая высота штампа ,

-габариты штампа в плане 350х750мм.

По каталогу выбираем пресс ЭР50 (усилие пресса Р= 500кН , ход ползуна h= 70мм , 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,

2,96мм;

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 89,6º.