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 

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:

Lм = (L - )+м; Lп = (L -  - Z)-п (3. 25), (3. 26)

где м – допуск на изготовление матрицы, м = 0,14 (1, стр. 411, табл. 196);

п - допуск на изготовление пуансона, п = 0,09 (1, стр. 411, табл. 196);

Z – величина зазора, Z = S + ,

где  - верхнее отклонение допуска на толщину материала

 = 0,1S, тогда Z = 1,65 мм

1) Размер 692,5-0,8   = 0,8

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

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

2) Размер 284-0,8   = 0,8

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

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

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

Lм = (L + Z)+м; Lп = L-п (3. 27), (3. 28)

1) Размер 460+0.8   = 0,8

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

Lп = 460-0,09 мм

2) Размер 15+0.8   = 0,8

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

Lп = 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 п = 0,09

Lп = L-п (3. 29)

Матрица пригоняется к пуанону с требуемым размером

Z = 1,65 мм

Rп = 450-0,09

Rм = (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  (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  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 =  d h =  2R h =   2  270  30 = 50868 мм2 (3. 30)

рис. 3.11. Отдельный элемент детали.

2) F2 =  (dL + 2rh) (3. 31)

рис. 3.12. Радиусы закруглений дна.

L = 0,017 r  = 0,017  40  64 = 43,52 мм, тогда

F2 =  (200  43,25 + 2  40  34) = 35871,36 мм2

3) F3 =  d h (3. 32)

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

F3 =   280  14 = 12308,8 мм2

Тогда по формуле (1, стр. 98):

Dд = 1,13 , (3. 33)

где Fp – сумма расчетных площадей вытянутой детали;

 - коэффициент увеличения поверхности,  = 1

Dд = 1,13 = 355,6 мм

Находим ширину полосы по формуле (1, стр. 296):

B = D + 2 (b + ш) + Z, (3. 34)

где ш – односторонний допуск на ширину полосы (1, стр. 297, табл. 144), 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):

кр = (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

кр = (99048,16  1 / 357  362,5) 100% = 76,5%

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

ки = , (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

ки = = 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):

Рср = L S ср, (3. 37)

где ср – сопротивление срезу, ср = 7 кг / мм2;

S – толщина детали, S = 1,5 мм;

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

Рср = 1116,58  1,5  7 = 11724,1 кгс

Полное усилие вырубки составляет

Р = 1,3 Рср = 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

3.3.4.2. Усилие для вытяжки.

Определяем усилие вытяжки (1, стр. 172):

Рв =  d S в K, (3. 39)

где К – коэффициент вытяжки при m = 0,78 К = 0,5;

d – диаметр детали;

S – толщина материала;

в = 11 кгс / мм2

Рв =   280  1,5  11  0,5 = 7253,4 кг

Исходя из конструктивных особенностей пресса, величины хода, размеров рабочего стола, выбираем пресс усилием 40 т. с.

Штамп устанавливается на 40 т. с. пресс модели КД2126К – пресс одно-кривошипный с С-образной станиной простого действия:

Номинальное усилие на внутреннем ползуне пресса, кН 400

Число ходов ползуна в минуту в автоматическом режиме 140

Число