Определим коэффициент использования
материала:
η=323,6∙181/85714∙100%=69%
Величина η зависит от геометрической формы детали, а также от ширины перемычек. Наихудшей формой с точки зрения экономии материала является круг.
Ширина полосы определяется по формуле:
B=L+2b+∆п,
где В – ширина полосы, мм (округляется до ближайшего целого числа в большую сторону);
L – размер вырубаемой детали (поперек полосы), мм;
b – ширина боковой перемычки, мм;
∆п – предельные отклонения ширины полосы, мм.
Определим ширину полосы:
L=22+15=37мм;
b=2,5мм (табл. 1 [1]);
∆п=0,5мм (табл. 2 [1]);
В=37+2∙2,5+0,5=42,5мм.
Величина перемычки зависит от многих факторов: конфигурации и размеров детали, пластичности и толщины материала, конструкции и точности штампа, вида подачи полосы в штамп. В приборо- и машиностроении пользуются усредненными размерами перемычек, которые выбираются из таблиц, полученных опытным путем. В ряде случаев при выборе величины перемычки табличные значения следует корректировать.
Выберем лист проката так, чтобы отходы были минимальные:
1500x2000 при толщине листа 2 мм
4.Разработка маршрутной и операционной технологий.
Разработка маршрутной технологии сводится к установлению последовательности технологических операций, в результате выполнения которых из заготовки получается готовая деталь.
1). Выбор листового материала.
2). Разграфка материала на необходимое число полос.
3). Резка материала на полосы.
4). Пробивка отверстия.
5). Вырубка детали.
6). Проверка готовой детали на соответствие чертежу.
При разработке операционной технологии для каждой операции необходимо определить:
1). Технологические режимы обработки;
2). Перечень технологической оснастки (штампов, приспособлений,
инструмента, приборов контроля и т.п.);
3). Состав основного и вспомогательного оборудования;
4). Перечень вспомогательных материалов (масел, ветоши, красок и т.п.);
5). Нормы времени на выполнение операции.
5. Определение технологических режимов штамповки и выбор
пресса.
5.1. Определение технологических режимов штамповки.
Основными технологическими режимами являются усилия, развиваемые при выполнении операций вырубки – пробивки, и усилия, необходимые для снятия полосы или детали с пуансонов, а также проталкивание деталей или отходов через провальные отверстия матрицы.
Расчетное усилие вырубки Рв (пробивки Рп) определяется по формуле:
Рв(Рп)=L∙S∙σср,
где L – периметр вырезаемого (пробиваемого) контура (длина линии разреза), мм;
S – толщина материала, мм;
σср – сопротивление срезу, МПа.
Рассчитаем усилие пробивки, которое необходимо приложить для нашей детали, для этого найдем периметр детали:
L=2∙6,9+24+π∙3,5=82,8 мм,
Рв=82,8∙2∙286=47362 Н
Рассчитаем усилие вырубки, которое необходимо для вырубки отверстия в нашей детали:
Рп=π∙d∙S∙σср=10,05∙2∙286≈5742 Н
Усилие, необходимое для снятия полосы или детали с пуансона, определяется
по формуле:
Рсн=(Рв+Рп)∙Ксн,
где Ксн – коэффициент, зависящий от сложности вырезаемого контура.
Так как наша деталь имеет не очень сложный контур, то выбираем Ксн=0,03.
Рсн=53104∙0,03=1594 Н
Усилие проталкивания детали или отхода через провальные отверстия матрицы определяется по формуле:
Рпр=(Рв+Рп)∙Кпр∙n,
где Кпр – коэффициент проталкивания (выбираем Кпр=0,06),
n – количество деталей, находящихся в пояске (шейке) матрицы:
n=h/S,
где h – высота пояска матрицы, выбираемая из таблицы 4 [1],
n=8/2=4,
Рпр=(47362+5742)∙0,06∙4=12745 Н
Суммарное усилие, требуемое для выполнения разделительной операции, равно сумме четырех усилий:
Рс=Рв+Рп+Рсн+Рпр,
тогда суммарное усилие будет равно:
Рс=47362+5742+1594+12745=67443 Н
Затупление режущих кромок пуансонов, неоднородность материала полосы, изменение величины зазора между пуансоном и матрицей вызывают значительное увеличения вырубки – пробивки, поэтому при выборе пресса требуемое усилие Рпресса возьмем больше расчетного на 30%, т.е.:
Рпресса=1,3∙Рс,
Рпресса=1,3∙67443=87676 Н
5.2.Выбор пресса.
Для операций холодной штамповки применяют в основном кривошипные, гидравлические (для изготовления деталей больших размеров) и прессы-авто-
маты (при большой программе выпуска деталей).
По технологическому признаку прессы делятся на:
- прессы простого действия,
- прессы двойного действия,
- прессы тройного действия.
Первые имеют один движущийся ползун и применяются для вырезки, пробивки,
гибки, формовки, неглубокой вытяжки и других операций. Прессы двойного действия имеют два независимо движущихся ползуна: наружный для прижима заготовки, а внутренний – для штамповки. Прессы тройного действия применяют на автомобильных заводах для штамповки кузовных деталей.
Для данной детали будем применять прессы простого действия.
Учитывая вышеизложенное, по таблице 1 приложения 1 [1] подберем пресс по рассчитанному ранее усилию.
| Модель | Усилие, кН | Ходпол-зунамин-1 | Час-тотаходамин-1 | Закры- таявысота мм | Толщинаподштамп.плитымм | Регул.поло-женияползу-на, мм | Размер стола АxВ, мм | Диа-метротв. вплите мм | Диа-метротв. вползу-не, мм | Глуби- наотв. вползу-не, мм |
| КД2120 | 100 | 5...50 | 120 | 200 | 32 | 40 | 360x240 | 80 | 30 | 60 |
Определим закрытую высоту штампа Н, которая должна находиться в пределах:
Нп - Нплт - ∆п - ∆с ≤ Н ≤ Нп - Нплт
Здесь Нп – закрытая высота пресса;
Нплт – толщина подштамповой плиты;
∆п – регулировка положения ползуна;
∆с – регулировка положения стола.
Закрытая высота штампа находится в пределах:
128 ≤ Н ≤ 168
6. Проектирование технологической оснастки – штампов.
6.1. Выбор схемы действия штампа.
Штампы, применяемые для вырубки и пробивки, отличаются большим разнообразием как в отношении выполняемых ими операций, так и по конструктивному оформлению, определяемому характером производства. В массовом производстве применяют сложные штампы, обладающие высокой стойкостью и средствами автоматического контроля параметров. В серийном используют более простые конструкции и, соответственно, более дешевые в изготовлении. В мелкосерийном производстве находят применение наиболее простые и дешевые штампы.
По способу действия различают штампы простые, последовательные и совмещенные.
По количеству операций штампы могут быть одно- или многооперационными.
По способу подачи материала – с неподвижным или подвижным упором, с ловителями, с боковыми шаговыми ножами, с ручной или автоматической подачей полосы или ленты и т.д.
Для данной детали целесообразно выбрать штамп последовательного действия, так как этот штамп обеспечивает высокую производительность за счет автома-
тического удаления деталей через провальное окно. Готовая деталь получается за два хода ползуна пресса. За первый ход пробивается отверстие в заготовке,
а затем, после подачи полосы влево на один шаг, вырубается деталь.
Технологическая схема последовательной штамповки приведена на рис.1.
1 – пуансон для пробивки отверстия,
2 – съемник,
3 – лента (полоса),
4 – пуансон для вырубки детали,
5 – матрица,
6 – деталь,
7 – отход.
Выбранный нами штамп имеет среднюю и пониженную (12-15 квалитеты) точность штамповки; может производить штамповку небольших деталей, которые имеют погнутость; наибольшие размеры деталей и средний диапазон толщины у вытяжных деталей составляет до 250 мм при толщине от 0,2 до 3 мм,
у разделительных и гибочных – до 5000 мм при толщине до 10 мм; имеет повышенную производительность штамповки; возможна работа на прессах с числом ходов 400 в минуту и выше; широко применяется для изготовления плоских, гнутых и полых деталей небольших размеров; трудоемкость и стоимость изготовления штампов для вырубки деталей простой конфигурации меньше, чем стоимость совмещенных штампов.
6.2. Расчет конструкции штампа.
6.2.1. Расчет исполнительных размеров рабочих деталей штампов.
При вырубке наружного контура детали размером D-∆, где D-номинальный
размер детали, ∆-отклонение данного размера, исполнительные размеры определяются по формулам:
для матрицы – Dм=(D-∆)+δм ;
для пуансона – Dп=(D-∆-z)-δп.
Здесь: Dм и Dп – сопрягаемые размеры соответственно матрицы и пуансона;
δм и δп – отклонения размеров (табл. 6[1]);
z – номинальный (наименьший) зазор (табл. 6[1]).
Определим исполнительные размеры для матрицы:
для длины Dм=(37-0,05)+0,040;
для ширины Dм=(8,4-0,05)+0,040.
Определим исполнительные размеры для пуансона:
для длины Dп=(37-0,05-0,14)-0,020;
для ширины Dп=(8,4-0,05-0,14)-0,020.
При пробивки отверстий размером d+∆, где d-номинальный размер отверстия, исполнительные размеры вычисляются по формулам:
для матрицы – dм=(d+∆+z)+δм;
для пуансона – dп=(d+∆)-δп.
Здесь dм и dп – сопрягаемые размеры соответственно матрицы и пуансона.
Остальные обозначения – прежние (табл. 6[1]).
Определим исполнительные размеры для матрицы:
dм=(3,2+0,05+0,14)+0,040;
Определим исполнительные размеры для пуансона:
dп=(3,2+0,05)-0,020.
Определим высоту матрицы Нм:
Нм=0,3∙bp, где bp – ширина матричного отверстия (прилож. 2, 3 и табл. 7[1]).
Нм=0,3∙40=12мм .
Определение рабочей зоны и габаритов матрицы рассматривается в разд. 6.3.
6.2.2. Определение центра давления штампа.
Ось хвостовика необходимо располагать в центре давления штампа для пре-
дотвращения перекосов, несимметричности зазора, износа направляющих элементов штампа и быстрого выхода из строя рабочих деталей.