Расчет операции пробивки

2. Расчет операции пробивки.

Пробивка - это получение внутренних контуров (отверстий деталей). При пробивке расчету подлежат:

а) Усилие пробивки.

Усилие пробивки и выбор пресса определяются аналогично вырубке.

б) Определение размеров матрицы и пуансона.

При пробивке размеры отверстия получаются равными размерам пуансона. Т.к. в процессе эксплуатации штампа размеры пуансона вследствие износа постепенно уменьшаются, то в целях получения наивысшей стойкости штампа пуансон получают по наибольшему в пределах поля отверстию по формуле:

, где

 - размер пуансона,

- допуск на изготовление пуансона,

 - максимальный размер отверстия в пределах поля допуска.

Если отверстие задано размером , то максимальный размер отверстия  и размер пуансона

.

Так как между матрицей и пуансоном необходимо во всех случаях иметь некоторый минимальный зазор , то размеры матрицы при ее изготовлении определяются формулой:

.

4.2 Расчёт расхода материала

Размеры отрезаемой детали b*c=456*152 мм, с учетом перемычек шаг вырубки t должен быть: мм, а ширина полосы Bмин:

Вмин = b + 2* а = 456+2*2.5=461 мм.

Учитывая возможное уменьшение величины полосы за счет допуска на ее изготовление, а также, учитывая возможное смещение полосы во время разрезания, номинальную ширину полосы увеличивают по сравнению с минимальной, определяя ее по формуле:

Вном = b + 2a + 2D + z=456 +2*2.5+2*1.3+1.5=465 мм

где D - допуск на ширину полосы, D=1,3 мм - по 14 квалитету.

z - зазор между направляющими и полосой, принимаем равным 1.5

Выбранный нами материал поставляется в листах, и его сортамент достаточно широк. Исходя из условия минимизации расходов при изготовлении данных изделий, выбираем размеры листа 4*1000*1500.

По найденному шагу вырубки t определяют n₁ - количество деталей, получающиеся из полосы:

n= L / t=1000/154.5=6 шт

По найденной ширине полосы находят число полос n₂, получающиеся из листа. Если длина листа М, то

n= М / Вном=1500/465=3 шт

После чего определяют число деталей из листа:

n = n* n=6*3=18 шт

Определив вес листа G, находим норму расхода материала:

 

N = G / n

Вес листа G=(4 мм*1000 мм *1500 мм) *0.004 г/мм=24000 г=24 кг

Норма материала расхода равна

 кг.

 

4.3 Расчет операции пробивки

а). Расчёт усилия при пробивке.

Формула для расчета усилия при пробивке:

Р_пр=Р+Р_сн

Р=L*s*s_ср

Р_сн=Р*k

где, s_ср – сопротивление срезу с учетом отношения S/d и величины зазора.

В нашем случае s_ср=s_в; так как выполняется условие

d_отв<(5 – 3,5)*S, где

s_в – предел прочности материала

s_в=180 МПА=180 Н/мм² (таблица 2); 0,07 (таблица 6).

Усилие пробивки окна 85^+0,87 ´25^{+0,52 мм} (1 шт.):

Р=L*s*s_в=(85мм+25мм) *4мм*180 Н/мм²=158400 Н.

Усилие пробивки отверстия Æ15^+0,43 мм (3 шт.):

Р=p*d*s*s_в =3,14*15мм*4мм*180 Н/мм²=33930 Н.

Усилие пробивки отверстий Æ8^+0,36 мм (7 шт.):

Р=p*d*s*s_в =3,14*8мм*4мм*180 Н/мм²=18095 Н.

Усилие пробивки отверстий Æ6^{+0,3 мм (4 шт.):}

Р=p*d*s*s_в =3,14*6мм*4мм*180 Н/мм² =13570 Н.

Суммарное усилие:

Р=158400+33930*3+18095*7+13570*4=441135 Н.

Р_сн=Р*k=441135*0,07=30880 Н.

Необходимое усилие пресса:

Р_пр=Р+Р_сн=441135+30880=472015 Н= 472 кН.

Вывод: в результате расчёта выяснили, что необходим пресс для пробивки отверстий усилием 472 кН.

б) Определение размеров матрицы и пуансона.

Как написано выше, размер пуансона определяется формулой

,

а размер матрицы

, где  = 0,4мм,=0,08мм, =0,04мм (по табл.7 и 8).

Для прямоугольного отверстия размером (85^+0,87 х 25^+0,52):

Длина пуансона мм;

Ширина пуансона мм;

Длина матрицы мм;

Ширина матрицы мм;

Для отверстий Æ6^+0,3:

Диаметр пуансона мм;

Диаметр отверстия матрицы мм;

Для отверстий Æ8^+0,36:

Диаметр пуансона  мм;

Диаметр отверстия матрицы мм.

Для отверстий сложной формы Æ15^+0,43 мм шириной 10^+0,36 мм:

Размеры пуансона

Dn=(D+DD+z_мин)_-dn=(15+0,43)_-0.04=15,43_{-0.04 мм.}

Lм= (10+0,36+) ^+0.08=10,36_{-0.04 мм.}

Размеры отверстия матрицы

Dм= (15+0,43+0,4) ^+0.08=15,83^+0.08

Lм= (10+0,36+0,4) ^+0.08=10,76^{+0.08 мм.}