Технологические требования к конструкции штампованных деталей (часть 2)

Вторая часть к диплому «Технологические требования к конструкции штампованных деталей». Первую ищите на том же сайте, под таким же названием, вместе не помещаються J

3.2.5. Конструирование штампов.

 

3.2.5.1. Штамп для вытяжки..

 

Расчет исполнительных размеров рабочих частей пуансона и матрицы вытяжного штампа ([1], стр. 410, табл. 195).

Вытяжка деталей с допуском по наружному размеру:

L_м = (L - D)^+dм; L_п = (L - D - Z)_-dп (3. 25), (3. 26)

где d_м – допуск на изготовление матрицы, d_м = 0,14 ([1], стр. 411, табл. 196);

d_п - допуск на изготовление пуансона, d_п = 0,09 ([1], стр. 411, табл. 196);

Z – величина зазора, Z = S + d,

где d - верхнее отклонение допуска на толщину материала

d = 0,1S, тогда Z = 1,65 мм

1) Размер 692,5_-0,8 ® D = 0,8

L_м = (692,5 – 0,8)^+0,14 = 691,7^+0,14 мм,

L_п = (692,5 – 0,8 – 1,65)_-0,09 = 690,05_-0,09 мм

2) Размер 284_-0,8 ® D = 0,8

L_м = (284 – 0,8)^+0,14 = 283,2^+0,14 мм,

L_п = (284 – 0,8 – 1,65)_-0,09 = 281,55_-0,09 мм

Вытяжка деталей с допуском по внутреннему размеру (ребра жесткости):

L_м = (L + Z)^+dм; L_п = L_-dп (3. 27), (3. 28)

1) Размер 460^+0.8 ® D = 0,8

L_м = (460 + 1,65)^+0,14 = 461,65^+0,14 мм,

L_п = 460_-0,09 мм

2) Размер 15^+0.8 ® D = 0,8

L_м = (15 + 1,65)^+0,14 = 16,65^+0,14 мм,

L_п = 15_-0,09 мм

Остальные элементы деталей высчитываются аналогично.

3.2.5.2. Штамп для гибки.

Расчет исполнительных размеров рабочих частей пуансона и матрицы гибочного штампа:

Поскольку заданы внутренние радиусы гиба, изготовляется пуансон по заданным размерам детали с допуском на изготовление пуансона d_п = 0,09

L_п = L_-dп (3. 29)

Матрица пригоняется к пуанону с требуемым размером

Z = 1,65 мм

R_п = 450_-0,09

R_м = (450 - 1,65)^+0,14 = 448,35^+0,14 мм

3.3. Деталь «Крышка».

 

Деталь типа Крышка изготовляется из материала Лист АМГ6 М – 1,5 ГОСТ 21631 – 76, толщина материала S = 1,5 мм.

Материал – алюминий.

рис. 3.10. Эскиз детали.

3.3.1. Анализ технологичности формы и конструктивных элементов детали. ([1], стр. 280-281)

 

1.        Радиусы закруглений у дна должны быть

r ³ (2 ¸ 4) S = (2 ¸ 4)1,5 = 3¸6 мм. В нашем случае R = 40 мм, что удовлетворяет условию.

2.        Наименьшие радиусы пробиваемых отверстий должны быть не менее S, то есть 1,5 мм.

3.        Расстояние от стенки до края отверстия с ³ r + 0,5S = 40 + 0,75 = 40,75 мм.

Исходя из изложенных ранее технологических требований делаем вывод, что деталь технологична и ее изготавливать возможно методом холодной штамповки.

3.3.2. Определение формы и размеров заготовки. Расход материала. ([1], стр. 284)

Основным правилом для определения размеров заготовок при вытяжке является равенство объемов заготовки и детали, так как в процессе пластической деформации объем металла остается постоянным.

Для определения ширины полосы и шага вырубки необходимо определить наименьшую величину перемычки ([1], стр. 292, табл. 139), при S = 1,5 мм, а = в = 1,4 мм.

Таким образом, можем принять размеры перемычки 1,5 мм для удобства изготовления и простоты расчетов.

Вместо вычисления диаметра заготовки мы разбиваем деталь на элементарные части.

Диаметр заготовки определяем разбив деталь на элементарные части ([1], стр. 92, табл. 31):

1)           F₁ = p d h = p 2R h = p ´ 2 ´ 270 ´ 30 = 50868 мм² (3. 30)

рис. 3.11. Отдельный элемент детали.

2)           F₂ = p (dL + 2rh) (3. 31)

 

рис. 3.12. Радиусы закруглений дна.

L = 0,017 r a = 0,017 ´ 40 ´ 64 = 43,52 мм, тогда

F₂ = p (200 ´ 43,25 + 2 ´ 40 ´ 34) = 35871,36 мм²

3) F₃ = p d h (3. 32)

Причем с учетом технологического припуска h = 4 + 10 = 14 мм

F₃ = p ´ 280 ´ 14 = 12308,8 мм²

Тогда по формуле ([1], стр. 98):

D_д = 1,13 , (3. 33)

где F_p – сумма расчетных площадей вытянутой детали;

b - коэффициент увеличения поверхности, b = 1

D_д = 1,13  = 355,6 мм

Находим ширину полосы по формуле ([1], стр. 296):

B = D + 2 (b + D_ш) + Z, (3. 34)

где D_ш – односторонний допуск на ширину полосы ([1], стр. 297, табл. 144), D_ш = 1,2 мм;

Z – гарантийный зазор между направляющими и наибольшей возможной шириной полосы ([1], стр. 297, табл. 143), Z = 1,5 мм

В = 355,6 + 2 ( 1,5 + 1,2 ) + 1,5 = 362,5 мм

Оценку экономичности производим при помощи коэффициента раскроя ([1], стр. 287):

к_р = (f n / B h) 100%, (3. 35)

где f – площадь поверхности детали, f = 99048,16 мм²;

h – шаг вырубки, h = D + a = 355,6 + 1,5 » 357 мм

к_р = (99048,16 ´ 1 / 357 ´ 362,5) 100% = 76,5%

Величина полезного использования металла определяется общим коэффициентом использования ([1], стр. 290) по формуле:

к_и  = ,  (3. 36)

где m – количество деталей, полученных из листа,

A ´ C – размеры листа, A ´ C = 1500 ´ 3000 мм, ГОСТ 19903 – 74.

Из листа получаем 8 полос, из полосы получаем 4 детали.

m = 8 ´ 4 = 32 детали

к_и  =  = 70,4%

Концевые отходы (полосы шириной 96 и 72 мм) используются для изготовления деталей в цехах средней и мелкой штамповки.

 

3.3.3 Разработка технологического процесса.

Технологический процесс:

1.            Резка листа на полосы. Ножницы гильотинные.

2.            Штамповка. Вырубка.

3.            Штамповка. Вытяжка. Так как m = d / D = 280 / 355,6 = 0,78 вытяжку производим за один переход.

4.            Штамповка. Пробивка отверстия диаметром 60 мм.

3.3.4. Выбор оборудования. Расчет усилия пресса.

3.3.4.1. Усилие для вырубки.

Операция вырубка заготовки диаметром 355,6 мм:

Усилие среза ([1], стр. 16):

Р_ср = L S s_ср, (3. 37)

где s_ср – сопротивление срезу, s_ср = 7 кг / мм²;

S – толщина детали, S = 1,5 мм;

L – периметр среза, L = p d = p 355,6 = 1116,58 мм;

Р_ср = 1116,58 ´ 1,5 ´ 7 = 11724,1 кгс

Полное усилие вырубки составляет

Р = 1,3 Р_ср = 1,3 ´ 11724,1 = 15241,37 кгс (3. 38)

Выбираем пресс усилием 16 т. с.

Штамп устанавливается на 16 т. с. пресс модели - КД 23221 – пресс одно-кривошипный открытый простого действия двухстоячный наклоненный:

Номинальное усилие на внутреннем ползуне пресса, кН	160
Ход, мм	5…55
Число ходов в минуту	160
Число одиночных ходов в минуту	50
Габаритные размеры 1100 ´ 1130 ´ 1865