Определение формы и размеров заготовки. Расход материала

3.2.2. Определение формы и размеров заготовки. Расход материала.

([1], стр. 284)

При вытяжке прямоугольных коробок с фланцем ([1], стр. 113) ввиду значительной неравномарной деформации вдоль контура обязательно необходима последующая обрезка неровного фланца. (Требования смотри выше.) Это упрощает технологические рассчеты заготовки. Построение заготовки производится путем развертки коробки на плоскость.

Длина выпрямленной стенки находится по уравнению:

1) L = L₁ + L₂ +  p, (3. 13)

при r_д = 50 мм, r_м = 5 мм, L₁ = 11мм,

L₂ = 0 мм

рис.3.4. Отдельный элемент детали.

L = 11 +  p = 97,35 мм

2) L = L₁ + L₂ +  p

L = 11 +  p = 53,82 мм

рис. 3.5. Отдельный элемент детали (радиусы скругления дна и фланца).

3) Поскольку высота детали изменяется вдоль длинной стороны детали, рассчитываем длины стенки в наибольшей части и наименьшей части, таким образом:

L_б = 11 + 30 +  p = 72,4 мм

рис. 3.6. Отдельный элемент детали (длина стенки).

L_м = 11 +  p = 42,4 мм

Рассчитываем высоту развертки.

Деталь после гибки:

рис. 3.7. Чертеж детали после гибки.

а =  = 442,3 мм

tg = a / 2b = 442,3 / 450 ´ 2

 = 31^° 30¢ Þ a = 63^°

тогда l =  =  = 494,5 мм (3. 14)

Деталь до гибки (после вытяжки):

рис. 3.8. Чертеж детали до гибки.

Полная развертка детали будет:

L = 230 + 494,5 = 724,5 мм

Найдем длину плоской части детали:

В^¢ = 724 – 76 – 35,5 = 612,5 мм

Найдем ширину плоской части детали:

А^¢ = 316 – 2 ´ 16 – 30 = 254 мм

Поскольку при формировании ребер жесткости их размеры практически не влияют на величину развертки детали, определим размеры развертки:

К = В + L + L = 612,5 + 97,35 + 53,82 = 763,67 мм, (3. 15)

N_б = A^¢ + 2L_б = 254 + 72,4 ´ 2 = 398,8 мм, (3. 16)

N_м = A^¢ + 2L_м = 254 + 42,4 ´ 2 = 338,8 мм, (3. 17)

С учетом припуска на обрезку, равную 10 мм, получим размеры заготовки:

К = 763,67 + 10 = 774 мм

N_б = 398,8 + 10 = 410 мм

N_м = 350 мм

Для построения эскиза заготовки необходимо определить радиус заготовки в углах, которые расчитываются как для вытяжки стаканчика с фланцем:

R₀ = , (3. 18)

где r _у – радиус коробки, r_у = R = 15 мм;

R _ф = 31 мм;

Н – высота стороны

В нашем случае:

R₀₁ =  = 41,85 мм,

R₀₂ =  = 32,6 мм

Эскиз заготовки:

рис. 3.19. Чертеж заготовки.

Развертка ребра жесткости определяется графическим путем:

L_рж = 460 мм

Поскольку развертка детали большая – вырубку будем производить из карточек размером 774 ´ 410 мм (возможна не вырубка, а обсечка).

Таким образом, оценку экономичности производим по величине полезного использования металла ([1], стр. 290):

к _и  = , (3. 19)

где f – площадь поверхности детали

f = 254 ´ 774 + 2  + 2  + 2  + 2 ´ 47,5 ´ 612,5 = 283561,9 мм²;

m – количество деталей из листа, m = 5 штук;

А ´ С – размеры листа А ´ С = 1000 ´ 2000 мм, ГОСТ 19903 - 74

к _и  =

Концевые отходы (полосы шириной 180 и 42 мм) используются для изготовления деталей в цехах средней и мелкой штамповки.

3.2.3 Разработка технологического процесса

Технологический процесс:

1.        Резка листа на карточки. Ножницы гильотинные.

2.        Штамповка. Вырубка или обсечка заготовки.

3.        Штамповка. Вытяжка.

4.        Штамповка. Гибка.

5.        Штамповка. Обсечка припуска в размер детали.

3.2.4. Выбор оборудования. Расчет усилия пресса.

 

3.2.4.1. Усилие для вытяжки и формовки.

 

Поскольку коробка невысокая, Н/В <0,6, эту коробку можно изготовить за одну операцию вытяжки.

Тогда усилие пресса рассчитаем по формуле ([1], стр. 172, табл. 72):

P_в  = ( 2 А + 2 В – 1,72 r ) S s_в к_ф, (3. 20)

где А и В – длина и ширина коробки;

S – толщина материала, S = 1,5 мм;

s_в  - предел прочности, s_в = 34 кгс/мм²;

к_ф – коэффициент ([1], стр. 174, табл. 76), к_ф = 0,3

P_в  = ( 2 ´ 316 + 2 ´724,5 – 1,72 ´ 15) ´ 1,5 ´ 34 ´ 0,3 = 31444,56 кгс

Полное усилие вытяжки:

P = P_в + Q,  (3. 21)

где Q – усилие прижима, Q = 0,25 P_в, отсюда

Р = 1,25 P_в = 1,25´31444,56 = 39305,7 (3. 22)

Поскольку кроме вытяжки на этой операции производится формовка ребер жесткости, определим усилие формовки ([1], стр. 216). Эта операция в самолетостроении, как правило, выполняется на гидравлических прессах давлением резины или жидкости.

При ширине рифта 15 мм и толщине материала S = 1,5 мм, наибольшая глубина рифта может составить 6 мм. В нашем случае 4 мм.

Усилие штамповки ребер жесткости ориентировочно может быть рассчитано по формуле:

P = L S s_в к_ф, (3. 23)

где L – длина ребер жесткости, L = 460 мм;

S – толщина материала;

к_ф – коэффициент зависимости от глубины рифта, к_ф = 0,7¸1;

s_в - предел прочности, s_в = 34 кгс/мм²

P_рж = 460´1,5´34´1 = 23460 кгс

Тогда полное усилие, необходимое для изготовления детали:

Р_п = Р + P_рж = 39305,7 + 23460 = 62765,7 кгс

Исходя из конструктивных особенностей пресса, закрытой высоты штампа, размеров рабочего стола, выбираем пресс усилием 250 т.с.

3.2.4.2. Усилие для гибки..

 

Расчет усилия гибки ([1], стр. 72, табл. 23):

Усилие гибки определяется из равенства внешнего изгибающего момента моменту внутренних сил. В нашем случае усилие гибки определяется не столько процессом изгиба, сколько процессом калибровки, требующим значительного давления и практически зависящим от регулировки хода пресса и от отклонений материала по толщине. Поскольку гибка производится с калибровкой, максимальное усилие пресса будет при калибровке, то есть:

Р = р F, (3. 24)

где р – давление калибровки, р = 1,2 кгс/мм² ([1], стр. 73, табл. 26);

F = (724,5 - 230)´316 = 156262 мм²

Р = 1,2´156262 = 187514,4 кгс

Исходя из конструктивных особенностей пресса, закрытой высоты штампа, величины хода пресса, размеров рабочего стола, выбираем пресс усилием 250 т.с.

Штамп устанавливается на 250 т. с. пресс модели КБ3534А.